大橋用鋼42萬噸夠建60座埃菲爾鐵塔
2016-01-11
鋼箱梁制作中
王超英攝
到達(dá)大橋后，鋼箱梁被大型浮吊船吊裝至橋墩上羊城晚報記者湯銘明攝
王立國
鋼箱梁在海上運(yùn)輸中
羊城晚報記者湯銘明攝
羊城晚報記者馬化展
鋼箱梁，顧名思義，是鋼板箱形的梁；組合梁則是箱板為鋼、板面為混凝土的梁。作為大跨徑橋梁常用的結(jié)構(gòu)形式，鋼箱梁和組合梁之于港珠澳大橋，猶如龍的骨骼。從原材料到板單元到小節(jié)段再到大節(jié)段，從生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)降跹b、拼接，鋼完成了它的蛻變。
也正是120年的設(shè)計使用壽命、超42萬噸鋼結(jié)構(gòu)制造需3年內(nèi)完成、“四化”設(shè)計理念等要求，讓原本相對常規(guī)的鋼結(jié)構(gòu)制造，變得不同以往。這一“龍之骨骼”的誕生之路，是港珠澳大橋管理局局長朱永靈所說的“世界級的工程需要世界級的付出”的縮影之一。
3年造42萬噸鋼箱梁
作為國內(nèi)首個大規(guī)模使用鋼箱梁的外海橋梁工程，港珠澳大橋在橋梁上部結(jié)構(gòu)的用鋼量超過42萬噸（小部分為鋼塔），可用來修建近60座埃菲爾鐵塔；港珠澳大橋也是全世界最長的鋼箱梁制造段，加上組合梁橋段共29.6公里。負(fù)責(zé)鋼箱梁采購與制造的CB01、CB02標(biāo)以及負(fù)責(zé)組合梁的CB05標(biāo)只有36個月的工期。
“美國奧克蘭橋4萬噸鋼箱梁做了4年，而我們的標(biāo)段要制造16萬噸，卻得在3年內(nèi)完成”，武船重工CB02標(biāo)項目經(jīng)理黃新明告訴記者。負(fù)責(zé)CB01標(biāo)的中鐵山橋集團(tuán)擔(dān)上的任務(wù)更不輕松，同樣的工期得完成18萬噸。負(fù)責(zé)CB05標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)制造的上海振華和中鐵寶橋則需完成8萬噸。項目部總工程師胡廣瑞表示，以前3年做兩三萬噸不難，現(xiàn)在要解決的新課題是：時間十分有限，但質(zhì)量及其穩(wěn)定性更要有保證。
高壽命、短工期兩大要求，意味著技術(shù)上要更精尖，節(jié)奏上要更緊湊。港珠澳大橋項目的“四化”建設(shè)理念，即大型化、標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、裝配化，其實也是在向鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)繼續(xù)“開條件”：要有標(biāo)準(zhǔn)化的工廠制造，運(yùn)輸和吊裝也都要裝配化、大型化。
板單元生產(chǎn)靠機(jī)器人
圍繞這一系列高標(biāo)準(zhǔn)要求，幾家中標(biāo)企業(yè)都投入了新廠房、新設(shè)備和新技術(shù)。中鐵山橋集團(tuán)在山海關(guān)山橋產(chǎn)業(yè)園和中山基地建了85萬平方米的施工場地，武船重工在武漢總部和中山拼裝基地共投入55萬平方米的施工場地。2012年，一場關(guān)于鋼箱梁制造的“戰(zhàn)役”開始打響。
首先，從原材料進(jìn)場到板單元成品產(chǎn)出，這一“骨頭”制造的過程是靠機(jī)器人完成的。中鐵山橋集團(tuán)將日本先進(jìn)的電弧跟蹤技術(shù)引進(jìn)到山海關(guān)山橋產(chǎn)業(yè)園，研制了反變形船位焊接機(jī)器人，取代了此前“半自動焊接跟蹤小車＋人工控制焊接位置”的操作模式，確保了板單元質(zhì)量的穩(wěn)定和制造的高效。
運(yùn)梁車輪多達(dá)968個
其次，從“骨頭”到“小骨骼”的拼接工作，是在三個中山基地“秒速”拼裝的。在拼裝廠，鋼箱梁長線拼裝技術(shù)替代單段短線拼裝法被應(yīng)用進(jìn)來——將胎架高度按設(shè)計和監(jiān)控線形布置，使梁段制作、匹配和預(yù)拼裝一次完成，節(jié)省了梁段轉(zhuǎn)運(yùn)、預(yù)拼裝的時間，有效縮短梁段制作周期。
拼裝后要運(yùn)輸和吊裝這些普遍超2000噸的“巨無霸”，鮮有可以借鑒的經(jīng)驗。按胡廣瑞的說法，“每走一步都是新的”。這著實讓中鐵山橋和武船重工項目部的成員費(fèi)了一番心思。
羊城晚報記者分別在中鐵山橋集團(tuán)和武船重工集團(tuán)的中山基地看到，有968個輪子、重達(dá)3000噸的運(yùn)梁平車將拼裝完畢的大節(jié)段運(yùn)出廠房，一日或數(shù)日后，這些龐然大物被送至重載駁船運(yùn)走。采用的這種滾裝方式，在方案實施之前，曾進(jìn)行了航道測量、潮汐水位監(jiān)測、船舶裝載通航試驗等。
據(jù)胡廣瑞透露，“中鐵山橋拼接第一個鋼箱梁大節(jié)段用了一個多月，往外運(yùn)用了八個多小時。不過到了后來，大節(jié)段的拼接就只需12天，吊裝上船1個小時就足夠”。
鋼結(jié)構(gòu)拼裝基本完成
鋼結(jié)構(gòu)中最具代表性的鋼箱梁節(jié)段在抵達(dá)港珠澳大橋附近海域后，需等待風(fēng)力和海浪符合吊裝要求時，由大型浮吊船將其吊至橋墩上?，F(xiàn)場節(jié)段之間的焊接工作，則會在每個節(jié)段吊裝到位后進(jìn)行。
至此已不難看出，港珠澳大橋鋼箱梁的大多數(shù)工作是在車間完成的。為什么不能到海上作業(yè)呢？
黃新明表示，鋼箱梁90%的工作量都移到了車間，除了因為海上作業(yè)會比較遲緩?fù)?，還有海上施工進(jìn)度不穩(wěn)定，受氣候影響大、質(zhì)量難以保障等因素。
截至目前，采取組合梁的九洲航道橋橋段，不僅組合梁的制造和安裝工作全部完畢，主體工程也已完工；青州航道橋橋段，鋼箱梁大節(jié)段已全部安裝完畢，只剩部分小節(jié)段陸續(xù)運(yùn)往港珠澳大橋海面；江海直達(dá)船航道橋橋段也只剩部分將小節(jié)段拼接成大節(jié)段的工作。
港珠澳大橋主橋已橫空出世，逐步在海上展現(xiàn)出它引以為傲的身軀。
@橋博士
1問
為港珠澳大橋建新基地、購置這么多設(shè)備值得嗎？
王樹枝（港珠澳大橋CB01標(biāo)項目原黨工委書記）：中山拼裝廠場地并非租用而是購買，兩臺龍門式起重機(jī)，一臺就要1.3億元。投入這么大，是看好中國橋梁乃至國外下一步的老橋改造市常港珠澳大橋項目，推動國內(nèi)橋梁業(yè)實現(xiàn)技術(shù)上的跨越，這使我們有能力承接更多的大橋項目。我們后來就中標(biāo)了虎門二橋，挪威橋的鋼箱梁制造也交由中山基地生產(chǎn)。
2問
如果鋼箱梁制造過程中，監(jiān)理發(fā)現(xiàn)問題且難以協(xié)調(diào)怎么辦？
程志虎（港珠澳大橋CB01標(biāo)總監(jiān)理工程師）：施工方有時可能希望省事省錢，發(fā)現(xiàn)問題睜眼閉眼，但對于我們監(jiān)理是不允許的，那么出現(xiàn)矛盾怎么辦？我們有一個口號，要牢記自己的使命，寧做惡人不做罪人。這點(diǎn)我們做得好，關(guān)于重大質(zhì)量隱患、索賠處理等，我們都很堅持原則。有的施工單位很抵觸，但沒辦法，我不簽字，他們就進(jìn)不到下一程序。
3問
粵港澳三地對于出入境的安排是如何的？
港珠澳大橋管理局：目前粵港澳三地對于港珠澳大橋跨界通行政策仍在研究中，待有明確的政策再向公眾公布。
工程師
日記
吊裝就像看科幻大片
王立國（于2013年4月—2014年6月，擔(dān)任廣東長大港珠澳大橋CB04標(biāo)項目主管）
2014年4月13日，珠海連續(xù)10天的梅雨天終于放晴,伶仃洋上水霧驟起，雖然天氣并不算好，但我們卻激動不已。
我們是港珠澳大橋主體工程CB04標(biāo)的建設(shè)者，我們?yōu)榱诉@一刻的“晴”已經(jīng)等待了半個多月。接下來，我們要做一件事，就是通過兩條大型浮吊船把一片長132.6米、寬33.1米，重量達(dá)2913噸的鋼箱梁進(jìn)行吊裝。我們稱呼這種吊裝方式為“抬吊”，這次吊裝的總重量達(dá)3700噸，創(chuàng)國內(nèi)吊裝之最。
在正式吊裝前，我們還有一個考驗，就是給兩條浮吊船安裝上一個長105米、重788噸的巨型吊具。此時海上風(fēng)浪很大，船舶晃動劇烈，為保證吊裝計劃時間，我們40多名施工人員利用凌晨寶貴的平潮時間搶裝吊具，白天進(jìn)行吊具的加固和調(diào)試，如此反復(fù)作業(yè)三個通宵，72個小時未合眼，硬是把8條長達(dá)351米、5噸重的鋼絲繩在海上繞了八道，成功完成起吊前的準(zhǔn)備工序。
4月16日12時08分，經(jīng)現(xiàn)場測定海上風(fēng)力、浪高條件均符合吊裝環(huán)境要求，對講機(jī)里傳出指揮員起吊指令。兩臺浮吊船通過吊具緩緩將鋼箱梁提起，全場人員屏息凝視，現(xiàn)場不時發(fā)出刺耳的鋼鐵摩擦聲，真是有種看美國科幻大片的感覺。
在浮吊的作用下，鋼箱梁緩緩脫離了運(yùn)輸船，朝著指定墩位緩緩前進(jìn)，“80米、50米、20米”伴隨著我們的緊張呼吸，電腦不斷傳送著各項數(shù)據(jù)，我們壓抑著激動的內(nèi)心注視著鋼箱梁的每一米靠近。14時47分，鋼箱梁放至指定位置，對講機(jī)里傳出“吊裝成功”，慶祝的鞭炮聲驟然響起，現(xiàn)場一片歡騰。
總指揮：劉紅兵劉海陵策劃：林海利許志權(quán)蔡惠中統(tǒng)籌：曾璇蘇碧青
馬化展本文來源：金羊網(wǎng)-羊城晚報
