中國制造新版圖——橋梁
今天繼續(xù)特別節(jié)目――中國制造新版圖。10月15日,十七大召開的日子,在中國的橋梁建造史上,這日子也有特殊的意義,半個(gè)世紀(jì)前的今天,萬里長江上第一座跨江大橋,武漢長江大橋建成通車。
毛澤東當(dāng)年有句著名的詩句“一橋飛架南北,天塹變通途”,說的就是這件事。武漢長江大橋全長1670米,上層是公路,路面寬18米,可以并排走六輛汽車,下層為雙線鐵路橋。這座大橋氣勢雄偉,工藝精湛,50年過去了,至今武漢長江大橋2萬4千多噸鋼梁、8個(gè)橋墩無一裂紋,沒有彎曲變形,沒有一個(gè)鉚釘松動。
一橋飛架南北,武漢長江大橋堪稱新中國橋梁建造的一座豐碑。而我們待會要見到的一座大橋,在中國橋梁建造的新版圖上,樹立了一個(gè)前所未有的制高點(diǎn)。這座大橋北起浙江嘉興市海鹽鄭家埭,南到寧波市慈溪水路灣,全長36公里,長度相當(dāng)于21座武漢長江大橋,它就是目前世界上最長的跨海大橋――杭州灣跨海大橋,杭州灣大橋剛剛?cè)貫通,它把中國的橋梁建造技術(shù)推向了世界頂峰,F(xiàn)在,我們就一起來領(lǐng)略一下這個(gè)世界之最的風(fēng)采。
探看杭州灣跨海大橋
記者:“現(xiàn)在我就站在杭州灣跨海大橋的橋面上,6月26號全線貫通以后,大橋已經(jīng)進(jìn)入了最后的施工階段,那么今天,我就請到了我們杭州灣跨海大橋指揮部的總工程師呂忠達(dá)先生,請他來跟我們一起探看一下這座世界上最長的跨海大橋!
記者:“呂工,你好。我想問一下現(xiàn)在咱們這個(gè)大橋,是進(jìn)入一個(gè)什么樣的施工階段呢?”
杭州灣跨海大橋指揮部的總工程師呂忠達(dá):“應(yīng)該,總的工程已經(jīng)進(jìn)入最后的橋面鋪裝階段,那么其他的一些輔飾工程,像我們的欄桿、路燈,其他工程也在逐步跟上,在同步施工當(dāng)中。”
記者:“那么在今天我們也看不到那種熱火朝天的施工場面了,但是我一來到這里我就注意到一個(gè)細(xì)節(jié),您看這個(gè)欄桿為什么會有兩種顏色呢?這里頭有個(gè)很明顯的接口!
呂忠達(dá):“對,因?yàn)楹贾轂晨绾4髽驅(qū)嵲谔L了,那么三十六公里在海上行駛的話,假如說一個(gè)色彩的話,司機(jī)會感覺視覺非常疲勞,所以為了減少司機(jī)行車的疲勞,我們整個(gè)一個(gè)大橋采用了七種顏色,就是赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫,那么每一種顏色,五公里多一點(diǎn),來使得呢就是駕駛員的視覺能夠緩和一些!
呂忠達(dá)告訴記者,杭州灣大橋的橋面為雙向六車道高速公路,設(shè)計(jì)時(shí)速為每小時(shí)100公里,使用壽命可以達(dá)到100年以上。
走在大橋上,記者發(fā)現(xiàn),前方遠(yuǎn)處呈現(xiàn)出了一個(gè)明顯的弧形,這是怎么回事呢?
呂忠達(dá):“整個(gè)一個(gè)大橋我們平面考慮一個(gè)大的‘S’型,那么這個(gè)為什么要考慮一個(gè)大‘S’型,首先使得整個(gè)一個(gè)橋的橋軸線跟杭州灣的水流漲落!
記者:“漲潮落潮!
呂忠達(dá):“它的水流基本垂直,這樣的話,就是一方面使得過往的船舶可以順利地過,另一方面就是減少橋墩!
記者:“潮水對橋墩的沖擊!
呂忠達(dá):“對,對整個(gè)水的堵?lián)踝饔,這是從我們水的角度來講,那么另外那種行車的角度來講,高速公路規(guī)定,就是說你的直線距離不得超過10公里,這也是固定的,也是減少駕駛員的疲勞,駕駛疲勞,主要是從這兩個(gè)方面!
作為大橋主要景觀的南北主航道橋都是采用的斜拉索設(shè)計(jì),外型簡潔美觀,在大橋的南航道橋上,記者看到,施工人員正在進(jìn)行最后的工序,鋪設(shè)瀝青路面。
施工人員:“我們計(jì)劃在明年的奧運(yùn)會以前大橋可望建成通車!
杭州灣跨海大橋工程揭密
我的同事告訴我,走在杭州灣跨海大橋上,給人印象最深的就是一個(gè)字,大。這座大橋究竟有多大?我們可以來看看一組數(shù)字:杭州灣跨海大橋的混凝土用量達(dá)到了245萬立方米,相當(dāng)于再造八個(gè)國家大劇院,它的用鋼量達(dá)到了80萬噸,相當(dāng)于再造七個(gè)鳥巢,工程的總投資額118億元人民幣,是國內(nèi)有史以來投資額最大的橋梁。工程量和技術(shù)難度如此大的橋梁,在我國橋梁建造的版圖上還從沒出現(xiàn)過,然而,這個(gè)世界之最的誕生卻只用了三年零七個(gè)月的時(shí)間,這樣一個(gè)可以寫進(jìn)人類工程史的奇跡究竟怎么創(chuàng)造出來的呢?接下來我們請著名橋梁專家,也是杭州灣跨海大橋的設(shè)計(jì)者之一秦順全,為我們揭開建橋的秘訣。
秦順全,中國土木學(xué)會橋梁及結(jié)構(gòu)工程分會副理事長,教授級高級工程師,全國勞動模范,2006年被評為全國杰出專業(yè)技術(shù)人才,現(xiàn)任中鐵大橋局集團(tuán)有限公司總工程師。
長期從事大型橋梁的設(shè)計(jì)、施工、科研工作,主持了多座大型橋梁設(shè)計(jì)、施工;完成了鐵道部重大科研項(xiàng)目30余項(xiàng),曾獲國家科技進(jìn)步獎,國家發(fā)明專利等多個(gè)獎項(xiàng)。
記者:“今天我和秦總來到杭州灣大橋的時(shí)候,正趕上今年最大的臺風(fēng)韋帕剛剛過境,這次臺風(fēng)的中心風(fēng)力呢,達(dá)到了14級,雖然昨天沒有從杭州灣正面登陸,但是在這里的附近的海面啊,風(fēng)力也達(dá)到了10級左右,那么我想問一下秦總,像杭州灣大橋,這樣的跨海大橋,防臺風(fēng)的安全,是不是應(yīng)該在它設(shè)計(jì)上首要考慮的因素呢?”
秦順全:“是的,這個(gè)杭州灣大橋是一座真正意義上的跨海大橋,那么因?yàn)樗幵诤I,如果它的自然環(huán)境,對它影響很大,那么這個(gè)橋建成以后,那么就是因?yàn)檫@里的臺風(fēng),經(jīng)常有,臺風(fēng)有登陸的,所以就是必須它有抗風(fēng)的一些要求,那不管從它的斷面形狀,結(jié)構(gòu)的形式,都必須考慮抗風(fēng)力安全。”
秦總工告訴記者,杭州灣大橋防風(fēng)最薄弱的地方就是南北兩個(gè)航道橋,為了能讓巨大的集裝箱船只通過,大橋必須設(shè)計(jì)出巨大的橋洞,一只橋洞的跨度就達(dá)到了450米,這個(gè)時(shí)候,整個(gè)橋洞的重量就要依靠上方的鋼索來支撐,用鋼索支撐的橋梁并不是非常穩(wěn)定,尤其當(dāng)大風(fēng)刮過去的時(shí)候,它們就會像飛機(jī)機(jī)翼一樣發(fā)生振蕩,而在歷史上,就曾經(jīng)出現(xiàn)過大風(fēng)把懸索橋吹塌了的先例,所以,在杭州灣這樣一個(gè)臺風(fēng)頻頻光顧的地區(qū),航道橋采用什么形狀,鋼索斜拉到什么程度,甚至每根鋼索要承受的重量都是要經(jīng)過認(rèn)真考慮和多次風(fēng)洞測試才確定的。
秦總工說,杭州灣大橋最終采用的是斜拉索橋的設(shè)計(jì),南航道橋由一座202米高的A字型橋頭堡支撐,北航道橋由兩座187米高的三角形橋頭堡支撐,密集的鋼索牢牢支撐住了橋面,完全可以抵抗12級以上的臺風(fēng),就像今天,海面的風(fēng)至少有8級,但我們站在航道橋上,幾乎沒有任何感覺。
記者:“秦總,我們都知道杭州灣是世界的三大強(qiáng)潮灣之一,那么像這樣一個(gè)海灣,應(yīng)該說來建橋是很不容易的一件事情,那么和內(nèi)陸建橋,它一個(gè)最大的區(qū)別是什么?”
秦順全:“在這么這個(gè),這么惡劣的環(huán)境下,進(jìn)行橋梁的作業(yè)的話,必須有別于內(nèi)陸建橋,不一樣的地方就是把70米的箱梁,在岸邊的預(yù)制廠,完全把它預(yù)制好,那么用大型的運(yùn)輸架設(shè)設(shè)備,來運(yùn)架它,那么從預(yù)制廠搬到橋尾來,把它架到這個(gè)橋墩上面!
記者:“那么你說的這個(gè)箱梁,我們在橋上能看得到嗎?”
秦順全:“看不到,我們下去,可以到下面看看去!
從橋面留下的施工口,我跟隨秦總工到了大橋的下面,想不到,這里還別有洞天。
記者:“秦總,這下面就是箱梁啊。”
秦順全:“對!
記者:“它像一個(gè)箱子一樣!
秦順全:“是,除了箱梁的上面,就是我們上面的六車道的橋面,下面是整個(gè)箱梁重有2200噸,一個(gè)真空的一個(gè)箱梁。”
世界第一長的跨海大橋不僅克服各種困難也創(chuàng)造了一項(xiàng)又一項(xiàng)的記錄
秦順全總工程師帶記者看到的箱梁,最大的長度有70米,單個(gè)重量就有2200噸,在橋梁建設(shè)中使用如此大重量、長跨度的箱梁,杭州灣跨海大橋稱得上是破了世界紀(jì)錄。但是,這么巨型箱梁的制造和架設(shè),在國內(nèi)造橋業(yè)來說也是一道新課題,破解這道難題的,就是武漢長江大橋的建造者,也是國內(nèi)造橋業(yè)的排頭兵——中鐵大橋局。
距離杭州灣大橋14公里的嘉興海鹽縣城附近的一片280畝空地,就是號稱世界梁王的70米箱梁的預(yù)制工廠,杭州灣跨海大橋項(xiàng)目經(jīng)理譚國順回憶起當(dāng)時(shí)制梁時(shí)的場景仍然興奮不已。
杭州灣跨海大橋項(xiàng)目經(jīng)理譚國順:“每天有這個(gè)要制作200多噸鋼筋,要穿,要張拉50多噸鋼絞線,要灌注800方混泥土,所以這個(gè)沙子,石頭,水泥,礦粉,粉煤灰,鋼筋,進(jìn)進(jìn)出出,加上施工人員穿梭,熱鬧非凡!
這個(gè)就是制造箱梁時(shí)用的模具,足有兩個(gè)籃球場那么大,施工人員首先要將200多噸的鋼筋捆綁并且焊接在一起,譚國順介紹說,最少要65名工人整整忙活一天,然后,他們將這200多噸鋼筋整體吊裝進(jìn)模具里,進(jìn)行混凝土澆灌。
這么大的箱梁,最怕的是出現(xiàn)裂縫。
譚國順:“最大的技術(shù)難點(diǎn)呢,就是要打破常規(guī)的施工方法,大大提高箱梁的速度,縮短它的制造周期!
工程人員改革了混凝土的配方,并且改進(jìn)了施工方法,采用四臺泵同時(shí)進(jìn)行混凝土澆灌,收漿、抹平的環(huán)節(jié)采用機(jī)械化設(shè)備,別看箱梁個(gè)頭這么大,但是“膚質(zhì)細(xì)膩”,一絲裂縫都沒有。
記者:“70米的箱梁建好后,重量達(dá)到了2200噸,相當(dāng)于整整一列滿載的火車,這樣一個(gè)龐然大物怎樣從工廠運(yùn)到碼頭,再從碼頭運(yùn)到14公里外的施工現(xiàn)場,這個(gè)可給建造者提出了一個(gè)大大的難題!
工程人員在預(yù)制廠和施工現(xiàn)場之間搭建了一條740多米的縱移軌道和一條170多米長的出海棧橋,又斥資5000多萬元在軌道末端建造臨時(shí)碼頭,方便箱梁的運(yùn)送,現(xiàn)在需要的是一臺力量驚人的起重機(jī),將巨大的箱梁準(zhǔn)確地架在40米高的橋墩上,并能對抗杭州灣湍急的水流。負(fù)責(zé)大橋設(shè)計(jì)施工之一的中鐵大橋局僅憑一張國外大天鵝吊船的照片,打造出載重2500噸,能在海上架設(shè)2200噸重箱梁的吊船——小天鵝號,可以將70米的箱梁從碼頭運(yùn)到海面上,并穩(wěn)穩(wěn)地架設(shè)在橋梁上。但是到了深水區(qū),隨著橋墩高度的增加,小天鵝也不夠用了。
譚國順:“根據(jù)業(yè)主的要求和實(shí)際上技術(shù)上的要求,我們就緊鑼密鼓的,抓緊時(shí)間又造了一個(gè)3000噸的!
這是一艘巨大的吊船,擁有4800馬力的引擎,載重能力可以達(dá)到3000噸,是目前世界上載重最大的吊船,所以它有個(gè)響亮的名字“天一號”。
有了兩個(gè)大力士,70米箱粱的架設(shè)速度大大加快,最快時(shí)曾經(jīng)創(chuàng)下了一個(gè)月架設(shè)40片箱梁的記錄。
但“天一號”在杭州灣的另一端卻無法發(fā)揮作用,海灣南岸的水很淺,潮水形成的泥灘是大型施工器械無法涉足的地帶。工程技術(shù)人員再次面臨挑戰(zhàn)。
秦順全:“那么就是必須有一個(gè)運(yùn)梁的問題,這運(yùn)梁就是必須50米的鑲梁要在已經(jīng)架好的50米梁上,把梁運(yùn)到架梁的前端!
一種特殊的卡車被研發(fā)出來。這個(gè)叫TE1600的特殊卡車有640個(gè)輪子,就像一個(gè)具大的千足蟲,640個(gè)輪子分布在4輛獨(dú)立的運(yùn)輸車上,雖然這四輛車子各自獨(dú)立,但行駛起來卻好像一個(gè)整體,有很多感應(yīng)器向車上的電腦傳遞信息,電腦利用這種信息,調(diào)整每組160個(gè)輪子的速度和角度,確保四輛車行動一致。
千足蟲把箱梁運(yùn)到位,就需要另外一種大型設(shè)備的輔助來安裝了,一種叫LGB1600導(dǎo)梁式架橋機(jī)的設(shè)備被研發(fā)出來,它和千足蟲是如何配合作戰(zhàn)的?
當(dāng)運(yùn)梁機(jī)抵達(dá)前方的橋墩,后部的可動式支架會移動到安裝好的橋面末端。前部的可移動式支架則移動到下一根橋墩的上方。起重車向前移動以平衡運(yùn)梁機(jī)的重量。接著后部支架往上舉,載著箱梁的運(yùn)梁車進(jìn)入架橋機(jī)下方,運(yùn)梁車的后部向前進(jìn),架橋機(jī)的后部支架往下固定,吊車向后移動吊起箱梁,吊車伸出鋼管固定住箱梁定位后,運(yùn)梁機(jī)吊起箱梁,將箱梁運(yùn)送到架橋機(jī)的前部,現(xiàn)在重量再次集中在前部,然后支架也再次往上舉起,運(yùn)梁車則離開去運(yùn)載下一個(gè)箱梁,F(xiàn)有的箱梁則被安裝就位。利用這項(xiàng)技術(shù),每天可安裝2到3片箱梁。緩慢穩(wěn)當(dāng)?shù)囊淮瓮瓿梢欢螛蛎,最終將能在泥灘上架起橋梁。
就這樣,世界第一長的跨海大橋不斷克服各種難以想象的困難和障礙,在海上一米米快速延伸,大橋的建設(shè)者們在不斷挑戰(zhàn)自我的過程中也創(chuàng)造了一項(xiàng)又一項(xiàng)的記錄。
秦順全:“應(yīng)該說,我們杭州灣橋,不管從結(jié)構(gòu),不管從深工藝,或者從我們的裝備,就是我們建橋的裝備上來講的話,這個(gè)我們的技術(shù)基本上都依靠我們自己的力量,依靠我們自主創(chuàng)新,那么建造了我們世界第一這個(gè)成功的跨海大橋!
看完了杭州灣跨海大橋的建造全過程,我們好像看了一部精彩的電影,其實(shí),在世界橋梁制造的版圖上,杭州灣大橋并不是我們創(chuàng)造的高精尖的唯一例子,在這張版圖上,中國橋梁制造還有很多值得一夸的地方。
2007年6月18日,世界最大跨徑斜拉橋――連接蘇州與南通的蘇通大橋全橋合龍。它長2088米,是世界上首座主跨超千米的斜拉橋,創(chuàng)造了群樁基礎(chǔ)最大、主塔最高、斜拉索最長和主跨跨度最寬的四個(gè)世界之最。
而現(xiàn)在正在建設(shè)的武漢天興洲長江大橋,全長11公里,大橋上層為6車道公路,下層為可并列行駛四列火車的鐵道,它可以算是世界上目前跨度最大、荷載最大的公路鐵路兩用斜拉橋。
在重慶,我國建設(shè)的巫山長江大橋全長612.2米,不僅是長江上唯一的“彩虹橋”,更是世界上跨度最大的中承式鋼管拱橋。
在南京,正在建設(shè)的大勝關(guān)長江大橋也在創(chuàng)造世界鐵路橋的新紀(jì)錄,火車通過長江的速度將達(dá)到每小時(shí)300公里,而且這座橋同時(shí)可以搭載六線軌道,是世界上載重最大的鐵路橋梁。
不僅是現(xiàn)在的成績,未來中國橋梁的制造,專家的手中還有一份更新的藍(lán)圖,我們來聽聽他們詳細(xì)的介紹。
中鐵大橋局集團(tuán)有限公司總經(jīng)理劉自明:“進(jìn)入十一個(gè)五年計(jì)劃期,那個(gè)我們國家的鐵路建設(shè)規(guī)劃出臺,中長期路網(wǎng)規(guī)劃已經(jīng)很明確,要再修建將近三萬公里的鐵路,那么其中有大部分是高速的,是電氣化的,是客運(yùn)專線,這樣對橋梁的需求就會更大,對橋梁建設(shè)的技術(shù)水平的要求也會更高,這樣,對我們橋梁的建設(shè)來說,對這個(gè)行業(yè)來說就自然提出了新的要求。”
在中國橋梁制造的新版圖上巡禮一遍,我的內(nèi)心是非常自豪的,這些橋梁創(chuàng)造了一個(gè)又個(gè)的世界記錄,不僅完成了國家由橋梁大國向橋梁強(qiáng)國的歷史性跨越,更重要的,是它們讓天塹變成了通途,讓中國的經(jīng)濟(jì)地圖變的更加完善。
記者:孫嶺
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