中国宁波网讯宁波杭州湾大桥开工建设后,自主创新理念成为所有建设者自觉行动的动力与原则。据指挥部不完全统计,迄今大桥自主创新已累计产生经济效益近11亿元。
首先,因为5000多根钢管桩全部采用熔融环氧涂层新材料而弃用了国外通行的“富裕量法”,使得每根的厚度在22毫米,而没有达到“富裕量法”需要的36毫米,仅这一项就省下了4.5亿元买钢材的钱。其二,项目初步设计时施工单位的打桩船能力较低,后来施工单位大量投入制造新设备,将打桩船能力从78米提高到93米,同时,将3公里错孔桩改为钢管桩,这一项节省资金1.5亿元。其三,南岸滩涂桩基础采用压浆技术提高钢管桩承载能力,每根钢管桩减少了5米长度,此项节约资金3000万元。其四,50米箱梁采用世界首创的梁上架梁方式比其他方法要减少设备投入,此项节约2.5亿元。其五,为架设70米箱梁,施工单位自行设计运架设备,使高墩区箱梁架设一步到位,如果采用传统工艺,海上架设设备需要100套以上,这样,新设备节省资金1亿元。此外,由全国总工会牵头领导的立功竞赛活动深入到每一个合同段、每一个工人,据统计,群众性创新活动累计创造“收益”1亿元。“小天鹅”号起重船在吊装桥梁。
海上施工。
-创新故事
“梁上架梁”创造世界纪录
2005年7月28日,杭州湾跨海大桥南岸,两台50米高的提梁机像巨人一样横跨大桥,威武雄壮地矗立在大桥南头;有640只轮胎的运梁车驮负着长50米、重1430吨的整孔箱梁缓缓地走进架桥机的怀抱;步履式架桥机伸出两条110米长的钢铁巨臂紧紧地抓住浅海滩涂中的桥墩,将50米箱梁稳稳地安放在两个桥墩上。杭州湾跨海大桥首片50米箱梁架梁成功了!
在杭州湾跨海大桥36公里中,有10.48公里在南岸滩涂区,占全桥的29.1%。2001年3月,杭州湾大桥工程指挥部决定采用每跨50米整体箱梁“梁上运梁架梁”的最佳方案,解决滩涂区架梁的世界难题。据考证,目前世界上“梁上架梁”的最大重量为900吨,也就是说能架设杭州湾大桥1430吨的50米箱梁设备,国内外还是空白。因此,开发、研制超常规的运、架设备,是承接此段工程的中铁二局的当务之急。
在运架设备制造的日子里,中国人创造了世界速度,让洋专家连连惊叹。按照意大利DEAL公司的经验,架桥机组装时间至少要100天,而且要有工厂化的作业条件,必须有4台70吨吊车配合才能完成。可是,杭州湾施工现场达不到工厂化组装的条件,资源配置也不完全具备,当最后一批构件运到工地时,距“7.28”架梁的里程碑工期已不足60天。为了确保按计划架梁,中意双方技术人员克服了难以想象的困难。在双方的共同努力下,从连接架桥机的第一颗螺栓到整机调试成功,只用了短短的39天。看着昂首雄踞在待架位上的架桥机,意大利专家卡瓦奇拍着X合同副总工刘乃生的肩膀说:“杭州湾创造了世界速度和奇迹。”
仅凭照片仿造出“小天鹅”
杭州湾跨海大桥70米跨预应力混凝土箱梁,号称“中华梁王”,单片梁重2200吨,混凝土约830平方米,为亚洲第一。因为箱体巨大,而海上水文气象条件复杂,有效作业时间短,所以采用整体预制,通过预制场内的横移和纵移运至箱梁出海码头,采用大型中心起吊专用运架船进行海上运输、架设。
早在中标之前,中铁大桥局就在考虑这些具体的操作问题。“可以说不创新,我们就中不了标。”中铁大桥局杭州湾跨海大桥Ⅷ合同项目经理部高级工程师廖炎光告诉记者,当时国内没有大型中心起吊专用运架船,为了解决70米箱梁的运输架设,他们专门研究了国外的大型桥梁,寻找其相应的专用设备。
没有图纸,仅凭世界上先进的起重船“大天鹅”的照片,设计人员们开始了攻关。“小天鹅”2500吨起重船就这样出生了。这条专门为杭州湾跨海大桥设计研制的起重船还获得了全国科技进步二等奖。后来在“小天鹅”号的基础上,中铁大桥局又造出了一条3000吨起重船,3月份刚刚交船。这回取的名字是“天一号”。“天一阁是宁波的一个代表,而杭州湾跨海大桥南起宁波,所以我们把第二条起重船的名字取作‘天一号’。”
“小天鹅”与“天一号”在海上作业时,都能自行灵活地实现360度全回转,在亚洲同类吊船中处于领先水平。它们区别于普通的扒杆吊船,对桥梁施工可提供更高的安装精度、更可靠的安全保证、更高的使用效率,为今后海上大型桥梁吊装提供了全新的施工设备。
自创张拉平台省人又省力
在杭州湾大桥北岸中铁大桥局五公司,李向东、高华锋、关涛等几个工人成了明星人物,他们组成的“科研小组”用扎钢筋的巧手自制了一张钢筋张拉平台。这个平台在他们的工作中派了大用场,不仅减轻了其他钢筋工的劳动强度,而且大大提高了工效。
这个令他们“威名远扬”的宝贝疙瘩,说简单点,其实是一个钢筋钢板相接而成的“脚手架”,但设计精密功能强大。张拉钢筋,虽然不是什么技术活,却是70米箱梁预制中关键的工艺,作为箱梁“骨架”的钢筋一旦没有张拉好,内空高达4米、宽16米、有830立方米混凝土的箱梁就会从中间“折断”。因此,凭力气吃饭的工人们节省不得半点力气,一天下来,常常是累得骨头都“散架”。记者在现场看到一个类似轱辘的铁家伙,正在施工的工人告诉记者,这就是张拉千斤顶,一台重800公斤,而平时他们完全靠人力将它抬到4米多高的作业点。
五公司总工程师熊守富告诉记者,工期要求预制场地每个月要至少供应30片箱梁,但整个场地只有8个预制台座、4套模板,按照四天一片梁的平均速度,一旦遇到雨天,任务就很难完成。李向东、高华锋、关涛等人的这项创新,使原来的纯手工作业向“机械化”迈进。“这是防雨棚、这是工具箱、这是悬索轨道,这里还有一个‘抽屉’可以拉进拉出,能够增加作业面积,减少工人移动时间。”熊守富指着一个个小巧的机关告诉记者,“使用张拉平台后,张拉作业就成了全天候,而且每个作业点需要人数从原来的至少4个变成最多两个,大大提高作业效率。”
大桥与钱江潮交相生辉
钱江潮是世界奇观,而杭州湾大桥又刚好位于它的必经之路,两者相遇是否会此涨彼消呢?浙江省水利河口研究所对此进行了“河工模型与桥墩局部冲刷研究”。模型试验数据全部自动采集,成功地在实体模型中模拟出涌潮的形成和发展,较为准确地得到建桥前后潮头高度的变化。
在这个大桥模型中,钱江潮还是在高阳山一带起潮,在八堡、新仓一带成为壮观的“交叉潮”,在盐官形成整齐的“一线潮”,在老盐仓出现“回头潮”……实验结果得知:建桥仅使盐官的潮头高度减小不到2厘米,不及秋季大潮期盐官潮头高度2~2.5米的1%,肉眼完全看不出来,对钱塘江涌潮基本没有影响,届时,宏伟的杭州湾大桥将与“万千人尽回头望,一片银山驾海来”的钱江潮交相生辉,派生新的独有旅游资源。正是这些可靠的科学结论,才使杭州湾大桥得以顺利立项并及时开工建设。
“长虹卧波”这样出台的
2001年7月~9月,杭州湾大桥指挥部成了国内建桥史上第一个吃螃蟹的人,开始面向全国有偿征集“施工组织及桥型方案”。没想到,这个活动起到了四两拨千斤的作用,包括悬索桥、连续桥、斜拉桥等在内的各种方案纷至沓来。
经过专家比选,最后选定了中交规划设计院设计的目前在建桥型。在建的杭州湾大桥一个突出亮点是工程结构设计注重于景观设计,这是当今世界桥梁建设中的一个崭新理念。景观设计师们借助西湖苏堤“长桥卧波”的美学理念,兼顾杭州湾水文环境特点,结合行车时司机和乘客的心理因素,确定大桥总体布置思路。整座大桥平面为S形曲线,总体上看,线形优美、生动活泼。从侧面看,大桥也并不是一条水平线,而是南北航道的通航孔桥处各呈一拱形,从而使大桥具有了起伏跌宕的立面形状。
用两种箱梁可省大笔钱
杭州湾大桥50米箱梁整体预制及梁上架梁技术堪称“世界第一”,而其重达2200吨的70米“梁王”也是亚洲第一。同一座桥为什么选用两种不同的箱梁呢?负责杭州湾大桥“河工模型与桥墩局部冲刷研究”的浙江省水利河口研究所熊教授回答了这个有趣的问题,原来这种选择出于成本的考虑。
杭州湾大桥全长36公里,除南、北通航孔外,均为非通航孔桥梁段,其中,通过南岸庵东滩地的非通航孔桥梁段长近10公里。工程可行性研究阶段,该桥梁段设计跨径均为70米。而该院自主研发的“河工模型与桥墩局部冲刷研究”初步试验表明,建桥对水环境影响较小,对钱塘江涌潮基本没有影响。如南岸近10公里桥梁段跨径均缩短为50米,则可节省工程投资约10亿元人民币。
本报记者杨继学周静/文戚颢江涛/摄