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万里洋面出高塔,探访大湾区超级工程——黄茅海跨海通道

2022年10月24日 来源:南方+

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  崖门水道海风猎猎,万里洋面巨龙卧波。站在施工便桥仰望,大桥主塔犹如一根“定海神针”,高耸入云,尽显通天之势。珠海高栏港以西,与江门交界的宽阔水域,粤港澳大湾区又一超级工程——黄茅海跨海通道正在加速推进,5座大桥主塔屹立海平面,两侧的“Y”字形桥墩此起彼伏,与主塔遥相辉映,海天之间,勾勒出一幅“天堑变通途”的壮观景象。

  作为《粤港澳大湾区发展规划纲要》发布后,首条规划建设的跨海通道,年中以来,黄茅海跨海通道项目多个工程建设迎来关键节点,全线桩基施工近九成,5座“小蛮腰”主塔建设均已过半,首个TY型桥墩完工,狮山隧道全线贯通……

    南方+ 钱文攀 拍摄

  黄茅海跨海通道跨海段长度14公里,全球排名第八,在粤港澳大湾区仅次于港珠澳大桥和在建的深中通道。其中的黄茅海跨海大桥拟采用钢箱梁三塔双跨斜拉桥设计,跨径720米,建成后将成为世界跨径最大的三塔斜拉公路桥。

  目前,黄茅海跨海通道各线段建设进展顺利,全线桩基施工已达85%,今年年内将全部完成。海域段黄茅海大桥东塔施工超140米、中塔160米、西塔170米,高栏港大桥东塔施工超180米,为施工最快的主塔,西塔132米;陆域段象山隧道完成总掘进工程量的70%左右,路基完成90%左右。项目于2020年开工建设,预计2024年建成通车,建成后,将成为珠西地区又一交通大动脉,承担“承东启西”的重要作用,支撑广东沿海经济带西翼高质量发展。

  全线桩基施工年内完工

  首个主塔力争春节前封顶

  “东边2座主塔,西边3座主塔,中间TY型桥墩作引桥接驳。”黄茅海跨海通道管理中心副总工李金晖介绍,黄茅海海域将架设2座跨越3条航道的特大桥——高栏港大桥和黄茅海大桥,两桥是黄茅海跨海通道项目的控制性节点。其中,高栏港大桥有东西2座主塔,黄茅海大桥由东塔、中塔、西塔3座主塔作为支撑,5座主塔高度均接近260米。

    南方+ 钱文攀 拍摄

  黄茅海跨海通道起于珠海市高栏港平沙镇,与珠海高栏港高速公路、鹤港高速二期相接,进入跨海段后,经建设中的高栏港大桥、中引桥、黄茅海大桥进入江门台山市,抵达对岸后接入狮山隧道和象山隧道。

  黄茅海跨海通道项目全长31公里,全线采用双向6车道高速公路标准建设,设计时速100公里/小时,设置互通立交4处,中、长隧道各1座,总投资造价约130亿。目前,各线段项目建设进展顺利,海域段黄茅海大桥东塔施工已过140米、中塔超160米、西塔超170米,高栏港大桥东塔施工已过180米,为施工最快的主塔,西塔超132米;引桥和4处互通立交同步推进中,引桥完成总量过半。陆域段狮山隧道已全面贯通,象山隧道完成总掘进工程量的70%左右,路基完成90%左右。

  李金晖介绍,黄茅海跨海通道全线桩基施工已达85%,今年年内将全部完成,高栏港东塔力争2023年春节前封顶,其他4座主塔明年6月前封顶。此外,项目部正在进行钢箱梁吊装方案准备,预计明年3月份启动架设桥面工作。

  钢筋部品化大幅提升工效

  单节主塔钢筋吊装2日完成

  “两座大桥均为斜拉桥,主塔必须达到相应高度,悬索才能辐射得更远,梁面受力才会均匀。”从海面施工便桥搭乘索梯,到达高栏港大桥西塔中部夹层,需花费近1分钟时间,再徒手攀爬数十节钢梯,才最终来到顶部的部品钢筋施工横截面。此刻,阳光正好穿破积雨云,洒在一望无垠的黄茅海上,给人心旷神怡的畅快感。

    南方+ 钱文攀 拍摄

  作为中铁大桥局黄茅海通道项目T4合同段技术员,李嘉琦见证了大桥主塔从无到有的全过程,高栏港大桥西塔施工共分为43节,每一节开始到结束,他都会在施工便桥边上的记录版,注明详细日期,再在一旁的示意图上涂黑一节,目前,高栏港大桥西塔已完成至22节,刚好过半,未来几个月朝着封顶目标加快推进。

  钢筋是桥梁“骨骼”,也是支撑黄茅海跨海通道5座主塔的最重要部件。“部品化制作的钢筋经塔吊调至固定位置,再利用锥套和夹片进行上下连接,最后浇筑混凝土。”李嘉琦说,桥塔采用预制部品钢筋整体吊装工艺,可大大减少高空作业风险,相比传统人工散绑钢筋的方式,可将主塔钢筋施工效率提升4倍。

  所谓“钢筋部品化”,即在钢筋工厂分块预制后,进行现场整体安装。在主塔施工过程中,除部分钢筋现场散绑外,其他部位根据重量单节段分2到4块进行部品化制造、整体运输、整体安装,最后采用锥套锁紧接头连接。

    南方+ 钱文攀 拍摄

  如何实现安全平稳吊装是主塔施工的另一项难题。在黄茅海大桥主塔施工中,由于异形索塔钢筋部品施工为首次采用,国内并无类似项目经验,初期面临常规吊具无法通用、无法实现水平吊装、斜率调整困难、吊装变形大等诸多难题。

  为此,攻关团队设计了一种针对于部品钢筋的通用型吊具,由主梁、横梁、吊点小梁及吊耳组成,像一张由型钢焊接成的“网”,通过设置多个吊耳,能够适应不同节段部品形状变化,让部品的每一个受力点都能找到对应的“支持”。

  “吊具与部品钢筋之间采用免焊接夹片式吊点及倒链,方便吊具倒用及安拆,减小吊点间距,从而减小部品钢筋吊装变形,便于精确调整部品姿态。”李嘉琦说。

  在施工现场看到,连接吊具的4根钢丝绳通过调整长短保证与部品钢筋位置水平,实现部品重心与吊具重心基本重合,船运至施工现场后,再通过多倒链调节实现部品姿态精确调整对接。据了解,目前单节主塔钢筋安装可在2天内完成,且工效较为稳定,大大减少了人、机投入,实现项目施工速度质的飞跃。

  创新涡振控制技术防震动

  “小蛮腰”塔身展现工程美学

  打开地图,位于珠海最西边崖门喇叭口外的黄茅海大桥,上跨3万吨现状主航道、3千吨规划航道,船舶通航流量较大,船舶撞击风险较高。不仅如此,由于海面常态化阵风强劲,特别在台风多发季节,暴雨、巨浪、大潮等极端气候组合,对大桥耐性提出不小考验,还有海洋腐蚀环境恶劣也给大桥设计、施工、运维带来相对难度。

    南方+ 钱文攀 拍摄

  为应对复杂的海上情况,确保车辆通行安全,黄茅海跨海通道项目在结构体系、安全控制技术等方面进行多项技术创新。

  在结构体系方面,创新性地提出了中塔中央辅助索、中塔-梁纵向弹性索约束、边塔-梁阻尼约束及横向减振的综合减震耗能新型结构体系,有效改善主梁挠跨比无法满足规范要求的问题。

  在涡振控制方面,组织了国内多家抗风研究机构,进行了超过150个断面方案优化研究,集成既有桥梁抗风经验,最终从试验现象总结出规律,提出了三种有效的涡振控制成套技术,最终采用了风嘴+隔涡板气动控制措施。

  在多灾害控制方面,通过现场观测和历史台风过程反演分析方法,确定风、浪、流耦合场作用参数;通过波流耦合模型试验研究,建立了地震-冲刷作用危险性曲线和易损性曲面函数,确保大桥在台风季多灾害并发时的结构安全。

  同时,根据跨海桥梁建造和斜拉桥结构特点,取经国内外大桥设计经验,从跨海段总体线形、桥跨空间比例、桥塔、主梁美学设计等方面展开研究,整合多元素美学设计,最终形成了圆截面渐变收腰独柱主塔的“小蛮腰造型”塔身。

    南方+ 钱文攀 拍摄

  全新的技术工艺应用,将黄茅海跨海通道的桥梁建设水平带到了新的高度。未来,黄茅海跨海通道将与已通车的港珠澳大桥、虎门大桥、黄埔大桥、南沙大桥,建设中的深中通道,筹建中的狮子洋通道等,共同组成粤港澳大湾区跨江跨海通道群,加快完善广东省高速公路网规划,进一步强化珠三角东西两岸及粤西地区的经济联动发展,推动实现粤港澳大湾区主要城市间1小时通达。

  采写/出镜 吴冠霖 

  图片/视频 钱文攀 孙泽鑫

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