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中國橋梁再攀高峰 超大型沉井浮運到位
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、席卷天下之勢抵達橋位處!

 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,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)計單位——浙江省交通規(guī)劃設(shè)計研究院及中鐵大橋勘測設(shè)計院聯(lián)合設(shè)計,國內(nèi)知名橋梁設(shè)計專家上下求索,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,存在超高船撞風險的情況下,充分考慮沉井結(jié)構(gòu)剛度較強、整體性能良好、經(jīng)濟優(yōu)勢明顯,以及橋梁運營期內(nèi)具有更高的安全可靠性,最終選定溫州甌江北口大橋項目中塔沉井基礎(chǔ)設(shè)計方案。


 不同于甬臺溫高速復(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。整個過程猶如在水上造陸,形成巨大的水上平臺,保證橋梁主塔可以直接在上方建造。

 沉井之強 萬噸鋼殼首戰(zhàn)強潮河口

 中塔鋼沉井平面尺寸為66×55m,高59m,相當于20層樓高;平面形狀為圓角矩形,面積3600多平方米,約等于9個標準籃球場,規(guī)模宏大。
 

 整個鋼沉井體積、重量龐大,無法一體運輸至溫州,由此采用分階段方式進行運輸。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38分下水,由4艘拖運船和2艘警戒船拖運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、東海浮運到溫州圓嶼錨地,總里程670公里,耗時7天,這么長距離的運送一個橋墩基礎(chǔ),在世界上還是第一次。5月23日,首節(jié)鋼沉井由5搜拖運船,2搜警戒船浮運至橋址區(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)順利施工的堅實保障。




 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個大塊體,將由駁船運輸至施工現(xiàn)場進行現(xiàn)場拼裝。

 沉井之難 偌大中國且無先例

 溫州甌江北口大橋整個項目位于甌江入???,水文地質(zhì)條件復(fù)雜,建設(shè)環(huán)境嚴峻。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“強潮、軟土、臺風”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4.5米;二是深厚淤泥層最大厚度達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個完整臺風期,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)英雄齊獻策

 自中塔開工、建設(shè)隊伍進場,甌江之上的“百團大戰(zhàn)”正式打響!甌江北口大橋的設(shè)計、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)的精英團隊。


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

 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)有組拼場和下水坡道進行組拼與下水施工。


 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)、吊裝能力一次次細化設(shè)計圖紙,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)計方案改為吊裝20次,并進一步優(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到99.79%,磁粉探傷合格率99.87%,煤油滲透檢測全部合格。

 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個錨墩平臺,單個錨墩平臺下部布置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、唯潮水漲落時間為準,拋設(shè)重力錨,重力錨在南北側(cè)各設(shè)置四個,分上下游對稱布置,單個重力錨重約900噸。


 由于此次沉井浮運是全國范圍內(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、時間長,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。受風流影響嚴重,氣象部門予以大力支持,海事部門予以通力護航,溫州港為此封港約22小時,溫州市交通局為做好沉井的浮運工作專門成立協(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,又一座國家級橋梁,已列入浙江省品質(zhì)工程示范工程,是交通運輸部首批8個綠色公路建設(shè)典型示范項目中唯一的橋梁工程。本項目的建設(shè)實施,是提升溫臺產(chǎn)業(yè)帶、促進浙江都市經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ),是完善浙江省綜合交通網(wǎng)絡(luò),提高東部沿海運輸能力的重要支撐,是加強長三角、海峽西岸和珠三角區(qū)域銜接、更好對接長江經(jīng)濟帶和“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、大提升奠定堅實基礎(chǔ),為我國重大橋梁建設(shè)提供示范經(jīng)驗。

 大橋建設(shè)行路難,千磨萬擊還堅韌。鋼沉井首節(jié)運抵溫州標志著項目建設(shè)進入了全新的階段,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,從爭創(chuàng)世界級一流定位出發(fā),堅持目標導(dǎo)向、問題導(dǎo)向,高標推進、精準發(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,全力打好項目建設(shè)攻堅戰(zhàn)!

 (溫州甌江口大橋公司 張雯雯)

 
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