位于长江入海口的苏通大桥6月30日建成通车,将江苏省南通市和常熟市连接起来。长江入海口是进江海船和江轮通行的咽喉要道,在苏通大桥建成前,南通和常熟隔着长江远远相望,往来十分不便,要么摆渡要么绕上一大圈,影响了苏南与苏北之间的交通和经济联系。苏通大桥的建成,不仅打通了过江通道,完善了江苏省交通网布局,加强苏南、苏北的经济往来和联系,同时将南通到上海的时间缩短为1个小时,纳入上海“一小时都市圈”,促进了长三角经济一体化的形成,上海作为区域中心城市,其辐射半径也因为苏通大桥的建成而得以延伸。
由于苏通大桥位于长江入海口,地质、气候、水文条件十分复杂,修建的过程中遇到了很多技术难题。大桥建设者们不畏艰难、自主创新、攻克难关、团结合作、无私奉献,解决了这些难题,创造了多项新的世界纪录。可以说,苏通大桥的成功建成,凝聚了广大建设者的辛勤劳动和聪明智慧,标志着中国造桥技术已达到国际领先水平。
创造佳绩 铸就辉煌
“苏通大桥主桥是我国建桥史上规模最大、建设标准最高、技术最复杂、科技含量最多的现代化特大型桥梁工程,是目前世界上最长的斜拉桥,它创下了四个世界之最。”交通运输部专家委员会主任、原交通部总工程师凤懋润谈到苏通大桥建设中所取得的突破时,向我们一一道来。
一是拥有世界上规模最大、入土最深的桥梁桩基础。苏通大桥的地理位置特殊,位于长江入海口,底部积累了大量从上游冲刷下来的松散泥沙,桥墩不易固定。为了解决这个问题,施工部门在严密论证的基础上进行了大胆创新,搭建主桥墩时先选取131根长约120米、直径2.5米至2.8米的群桩,将它们钉入江底,在这些桩上搭建了一个长114米、宽48米、厚9米的足球场大的承台,在承台上再建主墩。
二是拥有1088米的最大主跨。长江入海口是通航的重要交通枢纽,为了满足长江通航需要,苏通大桥采用了跨径超千米的斜拉桥方案,两个主桥墩之间的跨径为1088米,比目前世界最大跨径斜拉桥日本多多罗大桥要长出198米。
三是拥有300.4米高的世界最高桥塔。为了能支撑起1088米的主跨,苏通大桥的两座主塔桥墩上,各竖立一座“人”字形的巨塔,每塔高达300.4米,是世界最高桥塔。这两座桥塔向两侧双面各延伸68根钢拉索,形成136对人字形拉索,牵引着4.6万吨重的桥面钢梁。
四是拥有577米的最长拉索。苏通大桥的136对人字形拉索越向外越长,其最外端的8根拉索最长。这8根拉索每根长577米、重59吨,比日本多多罗大桥的最长斜拉索要长出100多米。
此外,从建设苏通大桥前期起建设部门共累计开展100多项研究,目前已有18项科研成果通过鉴定,全部达到国际先进水平,其中6项获得省部级科技进步奖,10多项技术专利、工法获得批准。《苏通大桥建设关键技术研究》被列为“十一五”国家科技支撑计划项目。这些成绩的取得,让我国在世界桥梁建设水平上处于领先地位。
在创新中攻克各种难题
“苏通大桥成功的秘诀在于创新。”全程参加了苏通大桥设计建造的现场总工程师、总工室主任吴寿昌在解释为何苏通大桥有这么多成果时感慨地说,“科技创新是苏通大桥胜利建成的基础。”
对苏通大桥的建设者来说,创新来得并不简单,他们是从失败中得到灵感,在不断摸索中突破,最终取得成功。苏通大桥二航项目部总经理刘先鹏对此深有感触。
2003年7月19日,苏通大桥开始试验架设桩基础施工平台。当12根长60米、直径为1.4米的平台钢管桩被打入江中并联为一体时,一阵狂风大作,江潮涌动,苏通大桥第一次平台搭设失败。
刘先鹏和他的伙伴们并没有气馁,他们分析,失败的原因是钢管强度不够。然而,1.4米的钢管已接近现有工程用钢管的极限。
建设者们夜以继日工作,寻找解决的办法,最终把目标聚焦在了直径2.8米的钻孔钢护上,但如何把这又粗又重的钢管打下去不偏离方向又成了难题。这时,刘先鹏从桥面液压吊机上获得灵感,他稍做设计修改,就设计出一个桩基础引导装置,可以引导钢管方向。刘先鹏说,“简单说来,就是相当于一个可以张开嘴的环形限制圈,护筒进去后,‘嘴’一收,基本上把护筒控制在一个很小的范围之内,钢管只能沿着这个方向走,打桩精度自然得到保证。”
结果,他们不仅顺利打下桩基础,而且护筒精度达到了1/800(800米垂直距离才产生1米左右的偏差),远高于1/200的项目标准和1/100的国家标准。
像这样的创新在苏通大桥建设过程中还有很多。大桥的建设者们面对建设过程中不断出现的难题,从没有停止过学习和思索,他们针对关键施工技术开展了多领域、跨学科的研究,广泛采用新技术、新结构、新材料、新工艺、新设备,针对具体操作出现的问题制订详尽方案,还进行风洞、抗震、材料等各种试验,在一次次的实验和失败中总结经验,最终成功解决了遇到的各种困难,大桥顺利建成。
依靠技术进步实现多项突破
“苏通大桥创新的目标不仅仅是建设一座跨径超千米的斜拉桥,而且要依托苏通大桥工程,实现桥梁建设关键技术突破,促进桥梁建设技术的整体进步。”江苏省交通厅厅长、苏通大桥建设现场总指挥游庆仲说,“我们在具体建设中无论是设计还是材料都坚持向国内企业倾斜。结果就是我们不仅仅收获了一座桥,还带动了国内材料、工艺等多方面产业的突破和发展。”
宝钢就是苏通大桥这一建设思路的获益者。2005年8月,苏通大桥建设指挥部与宝钢集团正式签订了供货合同,苏通大桥斜拉索用钢将全部采用宝钢产品。而此前,高强镀锌钢索市场一直是外国企业产品的天下,宝钢并没有相应的经验。为了完成合同并打造自主品牌,最终打进国际桥梁建设市场,宝钢成立了专门的技术攻关组,不断进行摸索试验,终于制造出能满足工程需要的高强钢索。高强钢索的成功研发,大大提高了宝钢的自主创新能力,打破了国外企业的长期垄断。在苏通大桥272根斜拉索中,有56根的长度打破了世界纪录。同时,斜拉索的寿命由通常的30年提高到50年。
不仅是宝钢,先后共有78家国内企业参与了苏通大桥建设,他们参与了苏通大桥设计、材料供应等方面,在完成建设的过程中不断自主创新,提高技术水平,生产出了具有国际水准的产品,实现了整体水平的跨越。
据初步估算,建设一座苏通大桥,不仅创造了几个世界之最,相关产业也实现了20多项创新成果。一座苏通大桥,不仅使我国桥梁建设水平达到国际领先,同时也让斜拉索等相关行业生产技术和工艺得到了巨大突破,进一步提升了这些行业的科技水平,增强了竞争力。
以奉献精神创一流业绩
苏通大桥的建设成功,是不断创新发展的结果,而在创新的背后,是千千万万大桥建设者们辛勤劳动、争分夺秒、团结合作的结果,他们的努力使长江天堑变通途,也谱写了一曲动人的奋斗之歌。他们勇于创新、拼搏奉献的精神镌刻在苏通大桥的建设史上。
苏通大桥北塔墩工长刘洪军被同事们亲切称为“打虎工长”。建设世界级的桥梁,既有国际前沿技术,又有施工作业拦路虎,而李洪军每次都能出色完成任务,所以大家都叫他“打虎工长”。
李洪军总是把自己的岗位定在最危险、最困难的工序上,带领作业团队,在6级风、3尺浪的恶劣环境中,每天坚持12小时精心作业。2006年,在大桥合龙段施工中,外国专家设计的爬架转换体系有缺陷不能顺利转换,施工被迫中断,刘洪军凭借自己长期在一线摸索出来的经验,带领工友们进行大胆改进,很快解决了问题。
苏通大桥工程中心实验室担负着整个工程项目的数据控制和检验测定重任,是大桥质量把关的前沿。他们的工作检测量大,工作界面复杂,水上平台抽检工作实效性强,原材料技术标准高,质量管理深度大。
在日常试验检测中,检测人员需要重复处理大量的数据,容易使一些错误数据隐藏在其中,并且人工填写效率低下。中心实验室质量负责人安小龙自主编制了试验检测电子模块,涉及桥梁检测的各项常规试验内容,集成了实验数据运算方式和数据修改方法,可以对各种异常数据分析判断,自动显示出错信息,便于操作人员及时更正。模块在苏通大桥推广后,不仅杜绝了人为出错,而且将检测时间缩短三分之二,提高了工作效率。
虽然工作效率提高了,但任务还是很重。“最忙的时候,试验的工作量比正常多了近8倍,我们所有试验人员都放弃了节假日,人轮岗机不停,日夜奋战。虽然大家很疲劳,甚至有的人带病工作,但内心都感到很充实。”安小龙说,“我们可以自豪地保证,用在苏通大桥上的所有材料都是合格的,不管常规材料还是特殊材料100%都是合格的。”
“苏通大桥工程刚刚结束,我就住了一个多月的医院。”刘先鹏感叹地说,“这个工程是我建这么多大桥里最累的一次。但看到大桥顺利建成,为国争了光,这又是我们最高兴的。”