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蘇通大橋橋梁建設的“世界冠軍”

2021-09-22 08:52
科學大觀園 2021年15期
關鍵詞:斜拉橋鋼絲世界冠軍

2008年6月30日,蘇通大橋正式通車,我國北方的沈陽至南通高速公路,從此與南方的蘇州到??诟咚俟肪€連在一起。國際上認為,斜拉橋1000米跨徑已達極限,而蘇通大橋以1088米的主跨長度突破了這一極限,一舉摘取了世界橋梁建設的“奧運金牌”,成為世界上跨徑最大的斜拉橋。此外,蘇通大橋也是我國橋梁史上工程規模最大、綜合建設條件最復雜的特大型橋梁工程。長江奔流到南通,距入??谶€有108公里,江面寬闊,一望無際。由于沒有橋,百姓們靠輪渡過江。1987年5月8日,南通長江上發生了特大沉船事故,105人遇難。兩岸百姓不想再冒著巨大風險渡江,希望架設一座橋或者一條隧道通向對岸。

1991年6月,南通市啟動了過江隧道的調研。國內巖土工程的權威孫鈞院士對隧道有著特殊的感情,但在過江通道的方案比選中,他最終和大部分專家一樣選擇了橋梁方案。在他看來,蘇通大橋不僅是南通與蘇州、南通與上海的事,更是中國沿??缭介L江天塹的大通道,這條通道至少應該是雙向六車道。但當時,中國還沒有足夠大的盾構機,其他國家也沒有,因此,必須打幾條隧道才能達到功能方面的要求,這將造成成本劣勢。孫鈞院士回憶說:“當時自己的意見其實是兩句話,在那個地方建隧道是最好的選擇,但在當時的條件下,橋梁是唯一現實的選擇?!比欢?,長江南通段江面最寬處達12公里,最窄處也有5.7公里,在如此寬的江面上建橋在全世界都史無前例。蘇通大橋建設指揮部現場總工程師吳壽昌說:“專家們論證來論證去,發現建設斜拉橋,讓橋塔一跨達到1088米,橋高60多米,是滿足5萬噸級巨輪通航需求的唯一選擇?!?/p>

橋梁專家風懋潤強調:“這個世界第一跨不是中國人為了第一而作秀的,而是現實逼迫中國建橋人作出的必然選擇,別無退路?!边@一選擇意味著,我國向當時的世界橋梁建設技術標準極限發起了挑戰,因為當時的技術根本無法覆蓋這座橋的建設難題。

2002年10月30日上午,蘇通大橋奠基儀式在南通破土動工,數萬名施工大軍進駐工地。按照設計方案,拉住斜拉橋鋼絲的兩個主橋塔墩,必須把131根樁打到水下,然而,水下卻是近300米厚的淤泥。吳壽昌打了個比方:“主塔墩131根樁扎在水下,就好像筷子插到豆腐上。要想讓豆腐上的‘筷子成為鋼筋鐵骨,堅不可摧,必須在水下建兩個體積分別近6萬立方米的混凝土承臺?!苯ㄔO者們在將近5個月的時間里連續往江里扔下60萬立方米的袋裝砂石,給河床披上順江380米、橫江280米的防沖刷“鎧甲”,讓橋塔“底盤”穩坐江中。這套沖刷防護設計與施工“世界鮮見、國內首次”。

2003年7月31日,12根長60米、直徑為1.4米的平臺鋼管樁被打入江中,并連為一體??耧L大作,潮涌浪翻,所有鋼管樁都被攔腰折斷!長江在上游的鎮江潤揚大橋處流速為每秒1米,奔流到南通后,流速增至每秒4米。建設者意識到,必須使用更粗大的鋼管才能扛住水流的沖擊,但國內外的橋梁建筑都沒有相關記載。

挑戰擺在面前。經反復實驗,專家們最終選定用直徑2.8米的鉆孔樁鋼護筒抗沖擊。大橋建設者在一塊足球場大小的區域上,成功打下131根鋼護筒,每根護筒之間的距離2至3米。每根樁都一次成功,未經修補,沒有缺陷。

蘇通大橋在新材料的運用方面也取得了歷史性突破。大橋共有272根斜拉索,需要近7000噸高強鍍鋅鋼絲。由于斜拉索不僅要承載大橋的全部重量,而且要做到防風抗震,所以對鋼絲材料的強度和柔韌性要求極高。一直以來,日本企業壟斷著國際市場。但是,市場需求永遠是企業自主創新最直接的動力——上海寶鋼主動找上門來了。為了提升國家的自主創新能力和競爭力,經過反復思量,蘇通大橋的指揮者把機遇交給了“自己人”。最終,寶鋼生產的鋼絲,各項技術指標完全達到或超過了進口產品水平,填補了國內相關領域的空白。

北主塔承臺是承受橋塔、傳遞全橋荷載的關鍵部位,工人們要將總重量近7000噸的鋼筋,按照橫平、豎直、斜到位的要求,在套箱里像“扎燈籠”那樣扎成八個棱、九個斜面的骨架。這在電腦上都要費很大工夫才能布設到位。然而,工人們日夜奮戰,把12米長、120公斤重的螺紋鋼筋一根根按標記擺放到位,沿著斜坡面一層層地往上綁扎,硬是在兩個月內就把連接起來900公里長的鋼筋扎成了世界上最大的“燈籠”。

江蘇省蘇通大橋。

蘇通大橋南北兩塔高300.4米,等同于100層樓高?!巴ㄌ焖钡乃斫ㄔO是又一個高難度挑戰——風是第一大威脅。項目部在高達310米的塔吊內安裝了風速測量儀,一旦超過警戒,所有人員立即撤離。2006年10月5日,兩座世界最高橋塔順利澆筑,橋墩直得偏差只有7毫米,遠遠低于50毫米的標準。2007年4月23日,蘇通大橋單懸臂吊裝長度達444.8米,刷新了由日本多多羅大橋保持了長達8年之久的435米的世界紀錄。

在蘇通大橋通車當天,風懋潤來到橋上,感慨萬千:“茅以升先生要是能看到今天的大橋多好??!蘇通大橋,是一座矗立在萬里長江上的中華民族由弱小走向富強的標志性工程?!?/p>

◎ 來源|綜合新華社、人民日報

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