日前，平潭海峡公铁两用大桥6个主塔墩全面开工，标志着大桥建设实现阶段性的突破。

“平潭海峡公铁两用大桥建设条件远比已建成的东海大桥、杭州湾跨海大桥和正在建设的港珠澳大桥恶劣，建造难度和风险更大，是目前世界上在建的建造难度最大的海峡大桥。”福建福平铁路有限责任公司副总经理彭光辉说。

为攻克大桥建设诸多方面的难关，铁路部门组织设计、施工、监理、科研单位进行了一系列技术创新，使平潭海峡公铁两用大桥成为体现“中国智造”的世界级桥梁。

积极应对重重挑战

平潭海峡公铁两用大桥是正在建设的福州至平潭铁路、长乐至平潭高速公路的关键性控制工程。该桥于2013年11月动工建设，起于福建省长乐市松下镇，经人屿岛、长屿岛、小练岛、大练岛，从苏澳镇上平潭岛，全长16.34公里，全桥共计228个桥墩。

大桥共设有4座航道桥，依次跨越元洪航道、鼓屿门水道、大小练岛水道、北东口水道，其中跨度最大的元洪航道桥，采用主孔跨径532米的钢桁梁斜拉桥，满足5万吨级航道单孔双向通航。

建大桥第一个面对的挑战就是自然条件恶劣。大桥所处位置为世界三大风区之一，全年6级以上大风天数超过300天，100年重现期浪高达9.69米，最大施工水深达45米，最大流速达每秒3.09米，最大潮差7.09米，年有效作业时间不到120天。

除了风大、浪高、水深、涌急、潮汐明显外，岛屿暗礁等海底复杂的地质挑战也令施工人员“头痛”。“在海水下裸岩区埋设打桩基础的钢护筒很费劲，打重了钢护筒下部常卷成弹簧状，不得不请潜水员下到水底切割拔出来重打。”现场施工人员介绍说，平潭海峡公铁两用大桥穿越的岛屿两侧海床几乎全是裸露的岩石，同一个墩子两侧的最大倾斜能达到11米，还要面对硬度像铁一样的岩石，对钻孔桩的施工造成了很大的困难。

为了降低恶劣海况影响，保证工程质量和降低安全风险，除三个主航道外，全桥水中基础均采用栈桥辅助施工。“栈桥是沿着铁路线边修建的一条运送设备及物资的便道。虽然等于修了两座桥，但这是权衡多方因素后做出的决定。”中铁大桥局集团公司董事长刘自明说，“在牢固的栈桥及平台上作业，比在风大浪高水急的海面上，用船舶作业要安全得多，海上定位的精度高，效率也要高得多”。

这座大桥从新结构、新工艺、新方法等方面已申报了12项专利，是一座创新型的大桥。“大桥的建设将为今后规划建设的跨海峡工程积累宝贵经验，同时，通过海上桥梁施工定额跟踪测定，为我国海峡大桥建设提供了投资依据。”彭光辉说。

激流中建“定海神针”

“在海上几十米高钢架平台上，海浪打到钢架时，感觉整个施工平台是活动的。”绑着安全吊绳作业的电焊工杨艳林对海浪的威力深有感触。

“海上波浪力相当于长江上一座同样条件下桥梁的20倍左右。”中铁大桥局集团公司董事长刘自明说，为降低波浪力对大桥施工及运营期间安全影响，也为降低施工安全风险，提升相应的工作效率，航道桥基础施工采用目前世界上最大的4.5米直径钻孔桩。鼓屿门航道主塔墩基础采用18根直径4.5米的大直径钻孔桩，是目前世界上直径最大的嵌岩桩。

为解决4.5米超大直径钻孔桩钻孔难题，中铁大桥局自主研发世界最先进的KTY5000型液压动力头钻机，其钻孔直径可达5米，钻孔深度可达180米。超大直径的钻孔桩插入45米海水下的海床里，成为激流暗涌下岿然不动的“定海神针”。

同时，通过对大桥基础施工波浪力的应对措施研究，中铁大桥局加强钢围堰和部分桩基之间的多层连接，使航道桥主塔墩承台施工围堰能够承受4600吨的巨大波浪力，为建设比6个篮球场面积还大的元洪航道桥主墩承台创造了良好条件。

为了应对海上安装简支钢桁梁上部结构的困难，建设者采取工厂化制造，将钢桁梁直接在工厂焊接成重约1490吨的整孔钢梁，用特制船舶运至待架位置进行架设，该技术是国内同类桥梁首次应用。为此中铁大桥局投资3.16亿元，打造了一艘吊高110米、吊重3600吨的巨型浮吊，同时还制造了12台1100吨架梁吊机，负责三座斜拉桥大阶段钢桁梁的架设。

穿“外套”抵御强风

平潭海峡公铁两用大桥下层为时速200公里的双线一级铁路，上层为时速100公里的6车道高速公路。为了应对一年中有200多天7级以上的大风天气，桥梁从设计、施工起就开始穿上“防风外套”，确保将来火车、汽车运行的安全。

平潭海峡公铁两用大桥设计荷载要承受两线铁路和六线高速公路，是目前世界上海峡公铁两用大桥中最重的荷载。为了确保大桥结构和桥面车辆在大风作用下的安全性，经过了多次大桥抗风专题研究和结构模型风洞试验，桥梁结构最终采用了不同跨度的斜拉桥以及简支钢桁梁桥。

对于这样不同结构的桥梁形式，在设计方面采取了足够的防风措施，斜拉索、钢桁梁结构本身有足够的透风性，还在钢桁梁杆件本身采取安装体外减振器、镂空处理等措施。公路、铁路的桥面板进行相应的防风处理。大桥建成后，还将在公路和铁路桥面两侧分别设置挡风屏障，确保桥面的行车条件不低于两岸陆地的行车条件。

斜拉桥主塔采用钢筋混凝土结构，最大塔身高度达200米。为克服平潭海峡特殊风环境对主塔施工的影响，确保在7级风环境下的施工安全，对施工所需的劲性骨架、液压爬模结构进行了加强设计。特别是主航道斜拉桥的主梁采用两节间大节段全焊、整节段吊装，是国内钢桁梁斜拉桥主梁制造、架设技术的又一大突破。

海洋气候对工程结构的腐蚀性特别严重。“在设计上必须采取一些耐腐蚀，像对钢结构部分所用的钢板，它的防腐涂装就比内陆的桥梁采取的措施要多一些，涂装的材料要厚重一些。混凝土的配合比也有足够的耐久性的考虑。”施工人员介绍说。