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建桥禁区中的中国奇迹世界最长公铁跨海大桥建成通车
发表于:2021-04-04 19:44 分享至:

  12月26日,福州至平潭铁路(以下简称福平铁路)将开通运营,中国首座跨海公铁两用桥、世界最长跨海峡公铁两用大桥——平潭海峡公铁大桥迎来全面通车。

  福平铁路自福州站引出,向东南经福州市长乐区,以桥梁跨越海坛海峡至平潭岛,线分钟可达。

  平潭海峡公铁大桥是福平铁路关键性控制工程,是中国首座公铁两用跨海大桥。该桥起自福州市长乐区松下镇,经人屿岛、长屿岛、小练岛、大练岛,在苏澳镇连接平潭岛,全长16.34公里,其中跨海段超过11公里。

  平潭距离台湾本岛仅68海里,福平铁路远期规划可延长到台湾,对促进两岸经贸合作和文化交流等具有重要意义。这也意味着,大陆离台湾本岛最近的地方,通铁路了。

  大桥由中铁大桥院设计、中铁大桥局承建。大桥上层为双向六车道高速公路,设计时速100公里,已于2020年10月1日通车试运营;下层为双线公里,将与福平铁路同步开通运营。

  该大桥所处位置为与百慕大、好望角齐名的世界三大风口海域之一,风大浪高水深涌急,海底地质条件复杂,有效作业时间少,工程建设面临的技术挑战和施工风险都远超国内已建或在建的其他跨海湾桥梁。

  而如今,行驶在大桥之上,可以看到无论是公路面还是铁路面两侧,都安装有高高的风屏障。

  “这些风屏障是保障汽车火车安全行驶的重要工程。”中铁大桥局平潭海峡公铁大桥项目常务副经理肖世波介绍,大桥所在地是世界三大风口之一,在非台风情况下,阵风都有可能达到10级或以上。风屏障能有效削减风力,6级风通过它,在桥面上一般就只有3级风的强度了。

  中铁大桥局福平铁路三标三分部项目部副经理庞孝均曾参与建设京九铁路孙口黄河大桥、苏通长江大桥、芜湖长江大桥、南京四桥等重大项目。他坦言,“但像平潭这里风大、浪高、水深、流急、岩硬等恶劣环境同时存在的,从未见过”。

  他回忆,2015年1月,平潭桥主墩S03号墩钻孔平台施工期间正是海峡天气最冷的时候,月平均风速在8级以上,浪高达5米,钻孔平台钢管桩插打施工难度大,有时刚打好的钢管桩,第二天早上一看,都被冲歪了。

  46岁的江西人钱林林是建设大桥的先头部队,从小在农村长大,一辈子跑工地,对他来说,荒岛求生都不算事,眼镜蛇、老鼠出没也见怪不怪,最无法忍受的还是这里的大风天气。170多斤的“吨位”,却经常在狂风中站不稳。

  2013年11月16日,中铁大桥局福平铁路三标三分部项目经理杨带着第一批15人坐着小渔船从松下渡口出发上到平潭小练岛。

  他清楚地记得:“那时候11月份,这边又是季风期,海面上刮的都是十级左右大风,我们第一次上岛来的时候租的当地小渔船,带着行李铺盖吃的用品,结果第一天还是季风期,海浪打上去之后,整个被子湿了,食材包括一些餐具上面也都海水打进去。”

  不仅是季风,这里每年都要经历至少5个台风。上岛后的第一次台风,一夜之间把杨他们花了三四天才搭好的集装箱平移了30米,生活必需品都被刮进大海。

  杨说,“我们那时候对台风缺乏认识,停水停电,生活储备也不足。那个时候就是忍饥挨饿又受冻。大家躲在学校里面,那么大的风又不敢出去。”

  资料图:4月29日,航拍正在建设中的福建平潭海峡公铁两用大桥。中新社记者 王东明 摄

  平潭海峡公铁大桥桥址所在处具有风大、浪高、水深、流急等特点。据统计,这里每年6级以上大风超过300天,7级以上大风超过200天。

  除此之外,平均每年台风正面登陆3到4次,最大浪高约9.69米。再加上此处潮差最大达7米,水流流速快,尤其是波流力的影响,是常规长江等内河桥梁的10倍以上,对水中结构冲击极大。

  “恶劣的气候条件和复杂的水文地质条件让这里一度被称为‘建桥禁区’。”中铁大桥局平潭海峡公铁大桥项目总工王东辉回忆,在刚开始施工阶段,他们就遇到了一个大难题——第一根钢管桩桩头打进坚硬的岩床1米深左右时,就被挤压致严重变形。

  原来,千万年来的海峡大风带动海涌淘走了海底的松散岩层,留下硬度堪比钢铁的光板岩,再加上潜伏着的坚硬孤石,复杂的岩层状况让大桥基础无处安放。

  中国国家铁路集团有限公司坚持自主创新,发挥产学研用合力,取得一系列创新成果,为大桥工程安全、优质、高效建设提供了重要技术支撑。包括:

  自主研制大型液压动力头钻机,可一次成孔5米直径钻孔桩,成功施作世界上桩径最大的桥梁工程桩;

  自主研制吊高110米、吊重3600吨的巨型浮吊船,提出了简支钢桁梁全工厂化整孔全焊制造工艺,实现钢桁梁海上浮吊整孔架设;

  研究建立桥址处小范围风、浪、流监测及预报系统,制定桥梁施工作业环境标准,保障复杂海洋气象条件下安全有序作业……

  王东辉告诉中新社记者,工程师们除了自主研发世界最先进的KTY5000型液压动力头钻机,让近5米的钻孔桩得以完成,堪称“定海神针”。

  还研发出象“小板凳”一样的钢管桩,用混凝土“黏”在海底的岩石上,再把“小板凳”外扩为七人足球场那么大的施工平台,足够600余名工作人员同时在平台上作业生活。

  资料图:9月25日,随着重达473吨的钢桁梁完成精准联结,平潭海峡公铁两用大桥鼓屿门航道桥成功合龙,标志着世界最长、中国第一座跨海峡公铁两用大桥贯通。中新社记者张斌 摄

  “施工现场的大风天气十分频繁,按照国家规范要求,6级风以上就要停止吊装等作业。再加上每次台风来临前后几天都无法正常施工,我们的有效作业时间实际上十分宝贵。”王东辉介绍。

  为克服恶劣自然环境,充分利用大风环境中的施工“窗口期”,在架梁阶段,大桥施工先在工厂整体制造总拼钢桁梁,然后装船从江苏如皋历经约1000公里海上运输至桥位处,在现场进行海上浮吊整孔架设。

  高15.35米,相当于5层楼;设计重量达3150吨,加上吊具起吊重量近3400吨,相当于2260辆小汽车的重量。

  该大桥所处位置为与百慕大、好望角齐名的世界三大风口海域之一,风大浪高水深涌急,海底地质条件复杂,有效作业时间少,工程建设面临的技术挑战和施工风险十分巨大。中铁大桥局供图

  为降低海上施工安全风险,中铁大桥局历时3年、耗资数亿打造了“大桥海鸥号”自航双臂架变幅式起重船,其起重能力达3600吨,主钩起升高度达110米——相当于39层楼高。这是国内起重量最大、起升高度最高的双臂架起重船,堪称海上桥梁施工的“巨无霸”和“超级大力士”。

  为了抢抓大风天气中的“天窗点”,中铁大桥局结合国家和地方的预报,自主研发了一套环境综合监测系统,对桥址海域的天气和海况进行实时监测。

  中铁大桥局平潭海峡公铁大桥项目副总工刘科向中新社记者介绍,平潭海峡公铁大桥所在地气候条件复杂,大风大浪天气频繁,适合施工的‘天窗点’转瞬即逝,需要我们提前预测科学把握。但国家和地方的天气和海洋预报覆盖范围十分宽泛,很难精确到桥址,经常出现长乐岸下着瓢泼大雨,平潭岸却只是阴天的情况,这就给我们现场施工调度带来了很大的麻烦。”

  中铁大桥局根据现场作业需求,在桥梁沿线台海流计,对桥址处风环境、波浪要素、海流实时监测,同时利用云计算中心制作展示网页,实时发布各种监测数据。

  资料图:进入扫尾阶段的平潭海峡公铁两用大桥公路段,已具备通车条件。中新社记者 张斌 摄

  平潭海峡公铁两用大桥全长16.34公里,起于福建省长乐市松下镇。中新社记者张斌 摄

  “在这之前,国内对复杂海域跨海大桥的风、浪、流监测及大尺度结构波浪力的原位测试几乎是空白,少有经验可借鉴。”刘科介绍,“在这7年里,我们通过现场实测、数值模拟等办法,积累了大量数据。风、浪预测方法还可以应用于受局部场地影响明显的桥梁施工区域,例如山区峡谷地带风速预报。”

  平潭海峡公铁大桥堪称中国桥梁建造史的里程碑。这一道海上飞虹值得我们骄傲,这一群大国工匠的剪影值得我们铭记!

  “7年付出,在这一刻我觉得全都值了。”中铁大桥局副总经理张红心看着大桥,禁不住感慨。

  走,让我们搭乘开往平潭的动车,穿越平潭海峡公铁大桥,开进中国的2021。

  文字:龙敏、林春茵 图片:王东明、张斌未署名图片感谢中国铁路南昌局集团有限公司、中铁大桥局提供