王登田 吴万泽 吴 闯
近日,由中国铁建大桥工程局集团福平铁路项目部在福平铁路平潭海峡公铁两用跨海大桥施工中取得重大突破,由深水裸岩基础转序到墩身及梁部施工,将迎接上部工程高风险施工的挑战。
平潭海峡公铁两用跨海大桥是我国首座公铁两用跨海大桥。中铁建大桥工程局集团承建大桥的B0至B58段3712米的施工任务,共59个墩,其中55个为水中墩,主跨采用预应力混凝土连续刚构梁,其余桥跨为64米及40米简支箱梁。该桥下部结构铁路梁为简支箱梁,公路梁按两幅设置于上层,形成倒 “品”字结构。大桥下部结构为高、低桩承台,铁路设计为双线,时速200公里,为门式空心墩;公路为双向6车道,时速100公里,为花瓶状墩,公路墩身修筑于铁路墩身之上。大桥于2014年11月正式开工,建成后将有力推进我国海峡西岸经济区发展,助力福建自贸试验区建设。
从2015年下半年开始,项目部深入推进水下基础施工,相继在大桥海上平台、栈桥、桩基、承台、墩身等方面取得重要突破,最终取得深水裸岩基础施工的根本性突破。
该桥建设面临着诸多挑战。首先是桥位处风大、浪高。据2014年实测数据显示,该区域全年6级以上大风天气339天、7级以上249天。2015年上半年,在不足两个月的时间内,这里经历了4次台风影响,特别是13号台风 “苏迪罗”是平潭区近年来登陆级别最高、最强的一次台风,最大风力达到17级。其次是流速大、潮差大、波流力大,严重影响桩基础施工。桥位处最大水深42米,最大流速为每秒2.23米,最大潮差达7米,形成的波流力 (波浪流动时形成的力量)对水中结构冲击非常大,仅一个钢护筒就要承受60吨的波流力,而用于承台施工的一个钢吊箱则要承受1000吨左右波流力。再次是地质条件差。该区域主要是海床面高差起伏大、岩面倾斜以及无覆盖层的高强度裸岩。大桥59个墩中有10个墩位完全处于裸岩区,有12个墩位部分处于裸岩区,裸露岩石为花岗岩,硬度高,极易造成钻孔桩的钻头磨损或破损。
该桥为混凝土预应力结构,公铁合建相互干扰大、工作面多、空间交叉作业频繁,施工过程控制难度非常大,安全风险极高。钢构件腐蚀严重、陆运不便和资源紧缺等客观条件也是影响大桥施工的关键因素。
为破解技术难题,项目部研究制定了系列攻关措施,理清思路,明确责任,成立了课题小组,以研究专项施工方案、优化施工组织设计为着力点,与高校和科研院所建立专项方案合作机制,邀请知名专家,搭建高端技术研究平台,积极开展设计变更、方案优化、方案评审、科技研发、交流培训等工作,为攻克大桥水下技术难关奠定了基础!课题小组开发的“深水裸岩区埋植式海上平台”和 “双孔连做节段拼装造桥机”两项核心技术属国内首创,加快了建桥速度,降低了桥梁建设成本,具有良好的经济效益和社会效益。项目部还通过方案优化与调整、安全质量环水保管控、船舶机械调配、施工过程成本管控、资金筹划管理等,有力提高了项目施工的安全质量。
目前,该集团依托丰富的桥梁施工技术水平和实力,已申报专利13项,受理并取得有关证书9项。
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