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苏通大桥桥梁建设的“世界冠军”

2021-09-22

科学大观园 2021年15期
关键词:斜拉桥钢丝世界冠军

2008年6月30日,苏通大桥正式通车,我国北方的沈阳至南通高速公路,从此与南方的苏州到海口高速公路线连在一起。国际上认为,斜拉桥1000米跨径已达极限,而苏通大桥以1088米的主跨长度突破了这一极限,一举摘取了世界桥梁建设的“奥运金牌”,成为世界上跨径最大的斜拉桥。此外,苏通大桥也是我国桥梁史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。长江奔流到南通,距入海口还有108公里,江面宽阔,一望无际。由于没有桥,百姓们靠轮渡过江。1987年5月8日,南通长江上发生了特大沉船事故,105人遇难。两岸百姓不想再冒着巨大风险渡江,希望架设一座桥或者一条隧道通向对岸。

1991年6月,南通市启动了过江隧道的调研。国内岩土工程的权威孙钧院士对隧道有着特殊的感情,但在过江通道的方案比选中,他最终和大部分专家一样选择了桥梁方案。在他看来,苏通大桥不仅是南通与苏州、南通与上海的事,更是中国沿海跨越长江天堑的大通道,这条通道至少应该是双向六车道。但当时,中国还没有足够大的盾构机,其他国家也没有,因此,必须打几条隧道才能达到功能方面的要求,这将造成成本劣势。孙钧院士回忆说:“当时自己的意见其实是两句话,在那个地方建隧道是最好的选择,但在当时的条件下,桥梁是唯一现实的选择。”然而,长江南通段江面最宽处达12公里,最窄处也有5.7公里,在如此宽的江面上建桥在全世界都史无前例。苏通大桥建设指挥部现场总工程师吴寿昌说:“专家们论证来论证去,发现建设斜拉桥,让桥塔一跨达到1088米,桥高60多米,是满足5万吨级巨轮通航需求的唯一选择。”

桥梁专家风懋润强调:“这个世界第一跨不是中国人为了第一而作秀的,而是现实逼迫中国建桥人作出的必然选择,别无退路。”这一选择意味着,我国向当时的世界桥梁建设技术标准极限发起了挑战,因为当时的技术根本无法覆盖这座桥的建设难题。

2002年10月30日上午,苏通大桥奠基仪式在南通破土动工,数万名施工大军进驻工地。按照设计方案,拉住斜拉桥钢丝的两个主桥塔墩,必须把131根桩打到水下,然而,水下却是近300米厚的淤泥。吴寿昌打了个比方:“主塔墩131根桩扎在水下,就好像筷子插到豆腐上。要想让豆腐上的‘筷子成为钢筋铁骨,坚不可摧,必须在水下建两个体积分别近6万立方米的混凝土承台。”建设者们在将近5个月的时间里连续往江里扔下60万立方米的袋装砂石,给河床披上顺江380米、横江280米的防冲刷“铠甲”,让桥塔“底盘”稳坐江中。这套冲刷防护设计与施工“世界鲜见、国内首次”。

2003年7月31日,12根长60米、直径为1.4米的平台钢管桩被打入江中,并连为一体。狂风大作,潮涌浪翻,所有钢管桩都被拦腰折断!长江在上游的镇江润扬大桥处流速为每秒1米,奔流到南通后,流速增至每秒4米。建设者意识到,必须使用更粗大的钢管才能扛住水流的冲击,但国内外的桥梁建筑都没有相关记载。

挑战摆在面前。经反复实验,专家们最终选定用直径2.8米的钻孔桩钢护筒抗冲击。大桥建设者在一块足球场大小的区域上,成功打下131根钢护筒,每根护筒之间的距离2至3米。每根桩都一次成功,未经修补,没有缺陷。

苏通大桥在新材料的运用方面也取得了历史性突破。大桥共有272根斜拉索,需要近7000吨高强镀锌钢丝。由于斜拉索不仅要承载大桥的全部重量,而且要做到防风抗震,所以对钢丝材料的强度和柔韧性要求极高。一直以来,日本企业垄断着国际市场。但是,市场需求永远是企业自主创新最直接的动力——上海宝钢主动找上门来了。为了提升国家的自主创新能力和竞争力,经过反复思量,苏通大桥的指挥者把机遇交给了“自己人”。最终,宝钢生产的钢丝,各项技术指标完全达到或超过了進口产品水平,填补了国内相关领域的空白。

北主塔承台是承受桥塔、传递全桥荷载的关键部位,工人们要将总重量近7000吨的钢筋,按照横平、竖直、斜到位的要求,在套箱里像“扎灯笼”那样扎成八个棱、九个斜面的骨架。这在电脑上都要费很大工夫才能布设到位。然而,工人们日夜奋战,把12米长、120公斤重的螺纹钢筋一根根按标记摆放到位,沿着斜坡面一层层地往上绑扎,硬是在两个月内就把连接起来900公里长的钢筋扎成了世界上最大的“灯笼”。

江苏省苏通大桥。

苏通大桥南北两塔高300.4米,等同于100层楼高。“通天塔”的塔身建设是又一个高难度挑战——风是第一大威胁。项目部在高达310米的塔吊内安装了风速测量仪,一旦超过警戒,所有人员立即撤离。2006年10月5日,两座世界最高桥塔顺利浇筑,桥墩直得偏差只有7毫米,远远低于50毫米的标准。2007年4月23日,苏通大桥单悬臂吊装长度达444.8米,刷新了由日本多多罗大桥保持了长达8年之久的435米的世界纪录。

在苏通大桥通车当天,风懋润来到桥上,感慨万千:“茅以升先生要是能看到今天的大桥多好啊!苏通大桥,是一座矗立在万里长江上的中华民族由弱小走向富强的标志性工程。”

◎ 来源|综合新华社、人民日报

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