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中國橋梁再攀高峰 超大型沉井浮運(yùn)到位
2017-05-23 
  2017年5月23日上午,歷經(jīng)7天,跨越670公里,象征著中國造橋技術(shù)再攀高峰的溫州甌江北口大橋超大型鋼沉井以氣吞萬里、席卷天下之勢(shì)抵達(dá)橋位處!

 溫州甌江北口大橋是世界上首座三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋,主橋中塔為世界首創(chuàng)的A字型混凝土塔結(jié)構(gòu),采用沉井基礎(chǔ),是整座橋梁建設(shè)的控制性節(jié)點(diǎn),也是施工難度最高、工藝最復(fù)雜的關(guān)鍵工作。

 沉井之優(yōu) 設(shè)計(jì)大師上下求索

 該橋梁由國內(nèi)首屈一指的兩家橋梁設(shè)計(jì)單位——浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院及中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院聯(lián)合設(shè)計(jì),國內(nèi)知名橋梁設(shè)計(jì)專家上下求索,多番綜合比選,結(jié)合橋位區(qū)水文、地質(zhì)、大橋跨甌江主航道往來船舶眾多等條件,特別是在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)距通航孔邊緣僅43米,存在超高船撞風(fēng)險(xiǎn)的情況下,充分考慮沉井結(jié)構(gòu)剛度較強(qiáng)、整體性能良好、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯,以及橋梁運(yùn)營期內(nèi)具有更高的安全可靠性,最終選定溫州甌江北口大橋項(xiàng)目中塔沉井基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。


 不同于甬臺(tái)溫高速復(fù)線的飛云江跨海特大橋、鰲江跨海特大橋,甌江北口大橋中塔沉井基礎(chǔ)不需要向江底打樁基。整個(gè)沉井基礎(chǔ)由鋼殼和混凝土兩部分組成,首節(jié)鋼沉井下水以后,先精確定位,之后通過鋼沉井接高和在夾壁澆筑混凝土使沉井下沉穿透江底40多米的淤泥層,最后通過在井孔內(nèi)吸泥使其坐落在穩(wěn)固的卵石層上。整個(gè)過程猶如在水上造陸,形成巨大的水上平臺(tái),保證橋梁主塔可以直接在上方建造。

 沉井之強(qiáng) 萬噸鋼殼首戰(zhàn)強(qiáng)潮河口

 中塔鋼沉井平面尺寸為66×55m,高59m,相當(dāng)于20層樓高;平面形狀為圓角矩形,面積3600多平方米,約等于9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng),規(guī)模宏大。
 

 整個(gè)鋼沉井體積、重量龐大,無法一體運(yùn)輸至溫州,由此采用分階段方式進(jìn)行運(yùn)輸。此次下水的首節(jié)鋼沉井(1—5節(jié)段)橫向長66米,縱向?qū)?5米,總高27.5米,總重約10400噸,是目前國內(nèi)采用滑道下水重量最大的鋼沉井節(jié)段。 首節(jié)鋼沉井在5月16日4時(shí)38分下水,由4艘拖運(yùn)船和2艘警戒船拖運(yùn)至江蘇南通的狼山錨地,拖放到半潛駁船上,由半潛駁船裝載,在拖船牽引下沿長江、東海浮運(yùn)到溫州圓嶼錨地,總里程670公里,耗時(shí)7天,這么長距離的運(yùn)送一個(gè)橋墩基礎(chǔ),在世界上還是第一次。5月23日,首節(jié)鋼沉井由5搜拖運(yùn)船,2搜警戒船浮運(yùn)至橋址區(qū),經(jīng)與定位系統(tǒng)連接后,精確注水著床,成為沉井后續(xù)順利施工的堅(jiān)實(shí)保障。




 剩余的鋼沉井是第6至12節(jié)段。每節(jié)段高4.5米,并被加工制作為3個(gè)大塊體,將由駁船運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝。

 沉井之難 偌大中國且無先例

 溫州甌江北口大橋整個(gè)項(xiàng)目位于甌江入???,水文地質(zhì)條件復(fù)雜,建設(shè)環(huán)境嚴(yán)峻。中塔沉井屬國內(nèi)首次在深厚淤泥質(zhì)土中建造超大型沉井基礎(chǔ),施工技術(shù)含量非常高,除了首節(jié)鋼沉井自重大、就位下沉難的問題外,還需要克服“強(qiáng)潮、軟土、臺(tái)風(fēng)”三大不利因素挑戰(zhàn)。一是橋位處水位受潮差影響大,施工將受到600噸往復(fù)水流作用力的影響,平均潮差達(dá)4.5米;二是深厚淤泥層最大厚度達(dá)40米,且土層分布不均,如同在豆腐上建造高樓;三是中塔施工工期跨越2個(gè)完整臺(tái)風(fēng)期,在國內(nèi)尚無先例可循,施工難度之大可想而知。

 沉井之威 引無數(shù)英雄齊獻(xiàn)策

 自中塔開工、建設(shè)隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng),甌江之上的“百團(tuán)大戰(zhàn)”正式打響!甌江北口大橋的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控、科研等方方面面工作匯集了全國橋梁建設(shè)的精英團(tuán)隊(duì)。


 為提出最優(yōu)的中塔施工專項(xiàng)方案,施工單位——中鐵大橋局多次調(diào)集全集團(tuán)的技術(shù)力量,組織專題技術(shù)研討;設(shè)計(jì)單位——中鐵大橋院和浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,以及監(jiān)理單位——中鐵大橋武漢監(jiān)理公司全力配合,嚴(yán)格把關(guān)、復(fù)核施工專項(xiàng)方案;監(jiān)控隊(duì)伍——中鐵橋科院,制定監(jiān)控方案為沉井施工保駕護(hù)航;軟土領(lǐng)域權(quán)威研究單位——浙江大學(xué),負(fù)責(zé)全過程施工仿真模擬計(jì)算;一流的水利研究單位——南京水科院,負(fù)責(zé)沉井施工過程的河床沖刷及河床防護(hù)研究;浙江省交通運(yùn)輸廳和溫州市人民政府共同組建的20人技術(shù)專家組為項(xiàng)目建設(shè)“保駕護(hù)航”。經(jīng)過今年1月實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)審查、3月中塔沉井專項(xiàng)施工方案內(nèi)部研討、4月中塔沉井專項(xiàng)施工方案及沉井施工監(jiān)控方案專家評(píng)審,最終確定中塔施工專項(xiàng)方案。

 2月8日開始,江蘇韓通船舶重工承接中塔鋼沉井加工制造工作,采用“鋼板自動(dòng)下料—板單元切割—板單元焊接—塊段焊接組裝—節(jié)段吊裝組拼”工藝流程,利用船廠內(nèi)現(xiàn)有組拼場(chǎng)和下水坡道進(jìn)行組拼與下水施工。


 為滿足5月下旬首節(jié)鋼沉井下水的工期要求,韓通船廠在生產(chǎn)過程中舉全廠之力,高峰期投入800人,并結(jié)合船廠生產(chǎn)、吊裝能力一次次細(xì)化設(shè)計(jì)圖紙,在保證整體拼裝的精度及加工的尺寸控制的基礎(chǔ)上,將原先吊裝36次完成節(jié)段整體拼接的設(shè)計(jì)方案改為吊裝20次,并進(jìn)一步優(yōu)化為18次,依然能保證鋼沉井首件制超聲波探傷合格率達(dá)到99.79%,磁粉探傷合格率99.87%,煤油滲透檢測(cè)全部合格。

 為了輔助鋼沉井定位、接高以及吸泥下沉,保證沉井施工期間的穩(wěn)定,施工單位中鐵大橋局一是在鋼沉井上下游側(cè)260米處各設(shè)置1個(gè)錨墩平臺(tái),單個(gè)錨墩平臺(tái)下部布置16根直徑2.2米鋼管樁作為基礎(chǔ),單根鋼管樁長80米;


 二是不分晝夜、唯潮水漲落時(shí)間為準(zhǔn),拋設(shè)重力錨,重力錨在南北側(cè)各設(shè)置四個(gè),分上下游對(duì)稱布置,單個(gè)重力錨重約900噸。


 由于此次沉井浮運(yùn)是全國范圍內(nèi)首次海區(qū)沉井技術(shù)的應(yīng)用,考慮到沉井體積巨大,路途遠(yuǎn)、時(shí)間長,途徑航道各類船舶繁多,水域復(fù)雜多變,潮水落差大,天氣多變。受風(fēng)流影響嚴(yán)重,氣象部門予以大力支持,海事部門予以通力護(hù)航,溫州港為此封港約22小時(shí),溫州市交通局為做好沉井的浮運(yùn)工作專門成立協(xié)調(diào)工作組,多次牽頭海事、港航等單位研究落實(shí)方案。

 溫州甌江北口大橋是國家寧莞高速(G15W3)和國道228線兩大項(xiàng)目跨越甌江的控制性工程,是浙江省繼杭州灣跨海大橋、舟山跨海大橋、嘉紹大橋之后,又一座國家級(jí)橋梁,已列入浙江省品質(zhì)工程示范工程,是交通運(yùn)輸部首批8個(gè)綠色公路建設(shè)典型示范項(xiàng)目中唯一的橋梁工程。本項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施,是提升溫臺(tái)產(chǎn)業(yè)帶、促進(jìn)浙江都市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),是完善浙江省綜合交通網(wǎng)絡(luò),提高東部沿海運(yùn)輸能力的重要支撐,是加強(qiáng)長三角、海峽西岸和珠三角區(qū)域銜接、更好對(duì)接長江經(jīng)濟(jì)帶和“一帶一路”國家戰(zhàn)略的重要引擎。建成后將為浙江省綜合交通大建設(shè)、大發(fā)展、大提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),為我國重大橋梁建設(shè)提供示范經(jīng)驗(yàn)。

 大橋建設(shè)行路難,千磨萬擊還堅(jiān)韌。鋼沉井首節(jié)運(yùn)抵溫州標(biāo)志著項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)入了全新的階段,甌江北口大橋全體建設(shè)者將繼續(xù)擰成一股繩、狠下一條心、搏盡一份力,從爭(zhēng)創(chuàng)世界級(jí)一流定位出發(fā),堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向、問題導(dǎo)向,高標(biāo)推進(jìn)、精準(zhǔn)發(fā)力、積極作為,打造品質(zhì)工程樣板、創(chuàng)新工程樣板、美麗工程樣板、陽光工程樣板,全力打好項(xiàng)目建設(shè)攻堅(jiān)戰(zhàn)!

 (溫州甌江口大橋公司 張?chǎng)?br />
 
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