【萬(wàn)能鑰匙】

變寬曲線整幅預(yù)制件專用吊具重達(dá)560噸，由路橋建設(shè)者自己造出，為目前國(guó)內(nèi)同類型吊具中個(gè)頭最大。超3200噸的吊裝極限不僅適配全橋最大鋼箱梁施工，還能用于規(guī)模較小的預(yù)制件吊裝。

(資料圖片)

【以柔克剛】

有了橋梁墩柱間減隔震支座，翔安大橋以一定幅度的滯回變形耗散或吸收地震輸入結(jié)構(gòu)的能量，減小主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

2022年9月12日上午，翔安大橋（廈門(mén)第二東通道）主線成功合龍。（廈門(mén)日?qǐng)?bào)記者 王協(xié)云 航拍器攝）

2022年8月16日，翔安大橋（廈門(mén)第二東通道）最后一件墩臺(tái)吊裝完成，標(biāo)志著翔安大橋海中橋梁下部結(jié)構(gòu)全部完工，距離全橋合龍更進(jìn)一步。 （廈門(mén)日?qǐng)?bào)記者 王協(xié)云 攝）

本島東岸，碧波之上，一則喜訊傳來(lái):我省重點(diǎn)工程翔安大橋預(yù)計(jì)將于1月17日正式通車(chē)，比交通運(yùn)輸部批復(fù)合同工期提前了5個(gè)月。

2019年12月開(kāi)工，從“零”起步、跨海建橋，歷經(jīng)3年破浪前行，千余個(gè)日夜的艱苦奮斗，在東岸淺灘上，建設(shè)者們用一個(gè)又一個(gè)扎實(shí)的腳步，化關(guān)隘為階梯、踏碧浪做通途。

從此，天塹不再難越——這座跨島發(fā)展第七根“扇骨”，以12.3公里的跨度將特區(qū)兩岸再度連接，它的出現(xiàn)，不但寄托著特區(qū)再度逐夢(mèng)彼岸的美好愿景，同時(shí)也凝聚著廈門(mén)路橋建設(shè)者“向海問(wèn)路”數(shù)十載的智慧結(jié)晶。

自主設(shè)計(jì)，如何破浪尋路？海天之間，怎樣打造東部飛虹？近期，記者采訪了翔安大橋（廈門(mén)第二東通道工程）項(xiàng)目總設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人王麒、全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師孟凡超，揭秘這座特區(qū)跨島新通道的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)與巧思。

前期設(shè)計(jì) 十一年磨一劍 研究大橋如何落地

追尋翔安大橋的設(shè)計(jì)歷程，要回溯到15年前——2007年，特區(qū)新一輪跨越式發(fā)展已然啟航，隨著各區(qū)建設(shè)投入力度增大，跨島經(jīng)濟(jì)愈發(fā)活躍，一個(gè)個(gè)支撐特區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新增長(zhǎng)極點(diǎn)逐漸涌現(xiàn)。

時(shí)代車(chē)輪滾滾向前，一股又一股勢(shì)道勁急的發(fā)展“加速度”不可估量。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的環(huán)境下，廈門(mén)市委市政府提出了大膽構(gòu)想:以當(dāng)前趨勢(shì)，僅憑一座翔安隧道將難以承接特區(qū)東部未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展洪流，“東部雙通道并行”的跨島發(fā)展交通規(guī)劃應(yīng)盡早提上日程。

但自古以來(lái)，“向海問(wèn)路”絕非易事。設(shè)計(jì)前期，關(guān)于“翔安大橋藍(lán)圖是否能落進(jìn)現(xiàn)實(shí)”可行性研究工作是一項(xiàng)甚為復(fù)雜而又龐大的系統(tǒng)工程。從項(xiàng)目的建設(shè)條件調(diào)查與論證、線位方案設(shè)計(jì)，再到交通量調(diào)查與預(yù)測(cè)，各類專題研究論證工作都需要反復(fù)評(píng)審、經(jīng)多次修改才能完善。回想那段艱苦探路歷程，王麒感慨萬(wàn)分:“我們總結(jié)的專題研究數(shù)量應(yīng)該有百余項(xiàng)，算起來(lái)，平均每項(xiàng)成果需要設(shè)計(jì)師們十余輪的‘頭腦風(fēng)暴’才可完成。”

2018年3月，翔安大橋可行性研究報(bào)告通過(guò)專家評(píng)審并正式上報(bào)，同年12月，國(guó)家發(fā)改委正式批復(fù)。據(jù)王麒介紹，一般的中小型項(xiàng)目，可行性研究以及初步設(shè)計(jì)通常需要一兩年時(shí)間，而翔安大橋用了近11年。這期間，種種研究圍繞的原點(diǎn)，始終是“翔安大橋如何落地”。

早期，有人曾提出:東部再建一條隧道。但這個(gè)方案很快被王麒等一眾設(shè)計(jì)師否決:“再度穿越海底復(fù)雜地質(zhì)，建設(shè)投入成本高，還會(huì)影響整體海洋環(huán)境。而且與橋梁相比，海底隧道的通達(dá)性會(huì)大打折扣，不太能滿足當(dāng)時(shí)疏散交通、連通高速路網(wǎng)的需要。”

既要建橋，從何處起手？王麒設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從眾多提案中，看中了以枋鐘路作為登陸點(diǎn):與翔安隧道距離適中，兩座跨海通道相互呼應(yīng)，交通分流效果好；作為城市交通干道，枋鐘路車(chē)流量大，大橋從此起步將完美承接日趨增長(zhǎng)的交通需求；道路沿線互通區(qū)覆蓋面廣，項(xiàng)目建成后將更好地服務(wù)城市綜合立體交通格局。

經(jīng)過(guò)多輪審議研究，2019年3月交通運(yùn)輸部正式批復(fù):以環(huán)島東路互通、翔安大道互通為節(jié)點(diǎn)，通過(guò)橋梁形式跨海建設(shè)翔安大橋。“經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，這個(gè)方案的確是最優(yōu)解。”王麒說(shuō)。

突破極限 預(yù)制件單件最大直逼3200噸

“世界橋梁建設(shè)，20世紀(jì)70年代以前看歐美，80年代、90年代看日本，跨入21世紀(jì)，則要看中國(guó)。”在孟凡超的眼中，橋梁是支撐地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，更是一國(guó)綜合實(shí)力的集中展示。

近年來(lái)，中國(guó)橋梁行業(yè)已完成了從追趕先進(jìn)到領(lǐng)跑世界的精彩變身。一個(gè)個(gè)創(chuàng)新技術(shù)的突破與應(yīng)用，正不斷刷新著橋梁建設(shè)各領(lǐng)域的最高水準(zhǔn)。作為“交通強(qiáng)國(guó)”建設(shè)階段又一座里程碑，跨海段采用預(yù)制裝配建成的翔安大橋，是特區(qū)貫徹落實(shí)高質(zhì)量發(fā)展的具體實(shí)踐，更象征著我國(guó)橋梁傳統(tǒng)建設(shè)模式向大工業(yè)化模式轉(zhuǎn)型又一次邁進(jìn)。

預(yù)制裝配工藝的應(yīng)用，打破了原有跨海橋梁傳統(tǒng)“流水型”建設(shè)工序，把橋梁劃分為多個(gè)預(yù)制部件，在精細(xì)化預(yù)制工廠內(nèi)多面施工齊頭并進(jìn)、分部完成橋梁構(gòu)筑。

36榀鋼箱梁、35個(gè)橋墩（共計(jì)83個(gè)大型預(yù)制件），單件最大規(guī)模直逼3200噸……有限的22個(gè)月海上施工時(shí)限內(nèi)，廈門(mén)路橋建設(shè)者們以“敢打敢拼、敢為人先”的魄力，在本島東岸再度書(shū)寫(xiě)下了中國(guó)橋梁工程學(xué)的先例。

要知道，世界最長(zhǎng)跨海大橋港珠澳大橋采用的最大單榀鋼箱梁僅約2900噸，面對(duì)“無(wú)現(xiàn)成吊具可用”的窘境，路橋建設(shè)者們決定自己造——變寬曲線整幅預(yù)制件專用吊具孕育而生，該吊具重達(dá)560噸，這也是目前國(guó)內(nèi)同類型吊具中個(gè)頭最大的。

從施工效果來(lái)看，這件超大吊具可謂“干得了粗活也繡得了細(xì)花”——超3200噸的吊裝極限不僅適配全橋最大鋼箱梁施工，同時(shí)在模塊化設(shè)計(jì)的加持下，該吊具可直接在空中變形，根據(jù)每個(gè)箱梁的形狀進(jìn)行增減嵌補(bǔ)。也就是說(shuō)，即便是應(yīng)對(duì)規(guī)模較小的預(yù)制件吊裝，吊具也無(wú)需更換、同樣適用。

一把“萬(wàn)能鑰匙”適配多種吊裝場(chǎng)景，施工效率顯著提高，廈門(mén)路橋和各參建單位建設(shè)者的技術(shù)創(chuàng)新，再度為特區(qū)交通建設(shè)搶出了“加速度”。

技術(shù)攻堅(jiān) “U肋”提升橋面板抗疲勞抗形變能力

作為我省一次性投資額最大的綜合跨海通道項(xiàng)目，翔安大橋的設(shè)計(jì)對(duì)標(biāo)國(guó)內(nèi)橋梁建筑結(jié)構(gòu)可靠度一線標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計(jì)使用年限100年。在未來(lái)的百年歷程中，翔安大橋是否能經(jīng)得起考驗(yàn)，看決定通行品質(zhì)的大橋橋面最具有參考價(jià)值。

“‘鋼結(jié)構(gòu)橋梁橋面如何提升抗疲勞度’，這是世界橋梁領(lǐng)域都在面臨的難點(diǎn)問(wèn)題。針對(duì)這一設(shè)計(jì)重點(diǎn)，經(jīng)多輪論證研究，我們的團(tuán)隊(duì)給出了‘特區(qū)方案’。”王麒展示了翔安大橋上部結(jié)構(gòu)截面圖，與想象中不同的是，鋼箱梁頂板下也別有洞天——頂板下側(cè)面并非光滑平面，其間鑲嵌著數(shù)十根U型鋼條，這便是有大橋肋骨之稱的U型加強(qiáng)筋（簡(jiǎn)稱“U肋”）。

以常見(jiàn)事物更能形象體現(xiàn)大橋“鋼鐵肋骨”的作用:仔細(xì)觀察硬皮紙板，部分紙板間是一段波浪狀?yuàn)A層，U肋作用與其相似，在特殊的弧形結(jié)構(gòu)的支撐下，顯著提升橋面板的抗疲勞、抗形變的能力。

設(shè)計(jì)巧思體現(xiàn)在細(xì)節(jié)中——與傳統(tǒng)U肋不同的是，翔安大橋采用的加強(qiáng)筋厚度并非均勻，兩處“U”型頂端連接點(diǎn)明顯更厚。“橋面車(chē)流來(lái)往，加強(qiáng)筋與橋面的連接處是核心受力點(diǎn)之一，為了延長(zhǎng)橋面耐久度，我們預(yù)制件構(gòu)筑時(shí)還運(yùn)用了工業(yè)機(jī)器人作為協(xié)助，實(shí)現(xiàn)了元件與橋連接處加強(qiáng)筋內(nèi)外全熔透焊接，使U肋能夠緊緊抓住橋面，保證橋面強(qiáng)度。”36榀鋼箱梁，數(shù)千根“鋼鐵肋骨”支撐其間，據(jù)王麒介紹，如此大規(guī)模的熱軋變截面U肋應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)還是首次實(shí)踐。

當(dāng)然，對(duì)大橋的考驗(yàn)不僅來(lái)自過(guò)往車(chē)流，同時(shí)也來(lái)自周邊自然條件。“地震是橋梁建設(shè)不可忽視的潛在因素，更何況廈門(mén)還地處環(huán)太平洋火山地震帶，位于地震烈度7度區(qū)。當(dāng)劇烈地震發(fā)生時(shí)，對(duì)大橋影響將十分明顯。”大自然屢“出招”，王麒認(rèn)為，不能“硬碰硬”，而要以“太極拳”之勢(shì)將其化解。

“以柔克剛”的關(guān)鍵便是藏在橋梁墩柱間的減隔震支座。王麒解釋道:“當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，在減隔震支座的幫助下，大橋不必硬抗地震波，而是以一定幅度的滯回變形來(lái)耗散或吸收地震輸入結(jié)構(gòu)的能量，以此減小主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。”

26項(xiàng)四新技術(shù)應(yīng)用、23項(xiàng)關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)、30項(xiàng)智慧化管理保駕護(hù)航……一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)攻堅(jiān)的亮眼數(shù)據(jù)，為項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量安全構(gòu)筑了系統(tǒng)性保障。2021年，交通運(yùn)輸部公布了第一批平安百年品質(zhì)工程示范創(chuàng)建項(xiàng)目名錄，翔安大橋位列其中。

關(guān)鍵詞： 路橋建設(shè) 交通運(yùn)輸部 萬(wàn)能鑰匙