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再攀高峰 超大型沉井浮运到位
2017-05-23 
2017年5月23日上午,历经7天,跨越670公里,象征着中国造桥技术再攀高峰的温州瓯江北口大桥超大型钢沉井以气吞万里、席卷天下之势抵达桥位处!

温州瓯江北口大桥是世界上首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,主桥中塔为世界首创的A字型混凝土塔结构,采用沉井基础,是整座桥梁建设的控制性节点,也是施工难度最高、工艺最复杂的关键工作。

沉井之优 设计大师上下求索

该桥梁由国内首屈一指的两家桥梁设计单位——浙江省交通规划设计研究院及中铁大桥勘测设计院联合设计,国内知名桥梁设计专家上下求索,多番综合比选,结合桥位区水文、地质、大桥跨瓯江主航道往来船舶众多等条件,特别是在基础结构距通航孔边缘仅43米,存在超高船撞风险的情况下,充分考虑沉井结构刚度较强、整体性能良好、经济优势明显,以及桥梁运营期内具有更高的安全可靠性,最终选定温州瓯江北口大桥项目中塔沉井基础设计方案。


不同于甬台温高速复线的飞云江跨海特大桥、鳌江跨海特大桥,瓯江北口大桥中塔沉井基础不需要向江底打桩基。整个沉井基础由钢壳和混凝土两部分组成,首节钢沉井下水以后,先精确定位,之后通过钢沉井接高和在夹壁浇筑混凝土使沉井下沉穿透江底40多米的淤泥层,最后通过在井孔内吸泥使其坐落在稳固的卵石层上。整个过程犹如在水上造陆,形成巨大的水上平台,保证桥梁主塔可以直接在上方建造。

沉井之强 万吨钢壳首战强潮河口

中塔钢沉井平面尺寸为66×55m,高59m,相当于20层楼高;平面形状为圆角矩形,面积3600多平方米,约等于9个标准篮球场,规模宏大。

整个钢沉井体积、重量庞大,无法一体运输至温州,由此采用分阶段方式进行运输。此次下水的首节钢沉井(1—5节段)横向长66米,纵向宽55米,总高27.5米,总重约10400吨,是目前国内采用滑道下水重量最大的钢沉井节段。 首节钢沉井在5月16日4时38分下水,由4艘拖运船和2艘警戒船拖运至江苏南通的狼山锚地,拖放到半潜驳船上,由半潜驳船装载,在拖船牵引下沿长江、东海浮运到温州圆屿锚地,总里程670公里,耗时7天,这么长距离的运送一个桥墩基础,在世界上还是第一次。5月23日,首节钢沉井由5搜拖运船,2搜警戒船浮运至桥址区,经与定位系统连接后,精确注水着床,成为沉井后续顺利施工的坚实保障。




剩余的钢沉井是第6至12节段。每节段高4.5米,并被加工制作为3个大块体,将由驳船运输至施工现场进行现场拼装。

沉井之难 偌大中国且无先例

温州瓯江北口大桥整个项目位于瓯江入海口,水文地质条件复杂,建设环境严峻。中塔沉井属国内首次在深厚淤泥质土中建造超大型沉井基础,施工技术含量非常高,除了首节钢沉井自重大、就位下沉难的问题外,还需要克服“强潮、软土、台风”三大不利因素挑战。一是桥位处水位受潮差影响大,施工将受到600吨往复水流作用力的影响,平均潮差达4.5米;二是深厚淤泥层最大厚度达40米,且土层分布不均,如同在豆腐上建造高楼;三是中塔施工工期跨越2个完整台风期,在国内尚无先例可循,施工难度之大可想而知。

沉井之威 引无数英雄齐献策

自中塔开工、建设队伍进场,瓯江之上的“百团大战”正式打响!瓯江北口大桥的设计、施工、监理、监控、科研等方方面面工作汇集了全国桥梁建设的精英团队。


为提出最优的中塔施工专项方案,施工单位——中铁大桥局多次调集全集团的技术力量,组织专题技术研讨;设计单位——中铁大桥院和浙江省交通规划设计研究院,以及监理单位——中铁大桥武汉监理公司全力配合,严格把关、复核施工专项方案;监控队伍——中铁桥科院,制定监控方案为沉井施工保驾护航;软土领域权威研究单位——浙江大学,负责全过程施工仿真模拟计算;一流的水利研究单位——南京水科院,负责沉井施工过程的河床冲刷及河床防护研究;浙江省交通运输厅和温州市人民政府共同组建的20人技术专家组为项目建设“保驾护航”。经过今年1月实施性施工组织设计审查、3月中塔沉井专项施工方案内部研讨、4月中塔沉井专项施工方案及沉井施工监控方案专家评审,最终确定中塔施工专项方案。

2月8日开始,江苏韩通船舶重工承接中塔钢沉井加工制造工作,采用“钢板自动下料—板单元切割—板单元焊接—块段焊接组装—节段吊装组拼”工艺流程,利用船厂内现有组拼场和下水坡道进行组拼与下水施工。


为满足5月下旬首节钢沉井下水的工期要求,韩通船厂在生产过程中举全厂之力,高峰期投入800人,并结合船厂生产、吊装能力一次次细化设计图纸,在保证整体拼装的精度及加工的尺寸控制的基础上,将原先吊装36次完成节段整体拼接的设计方案改为吊装20次,并进一步优化为18次,依然能保证钢沉井首件制超声波探伤合格率达到99.79%,磁粉探伤合格率99.87%,煤油渗透检测全部合格。

为了辅助钢沉井定位、接高以及吸泥下沉,保证沉井施工期间的稳定,施工单位中铁大桥局一是在钢沉井上下游侧260米处各设置1个锚墩平台,单个锚墩平台下部布置16根直径2.2米钢管桩作为基础,单根钢管桩长80米;


二是不分昼夜、唯潮水涨落时间为准,抛设重力锚,重力锚在南北侧各设置四个,分上下游对称布置,单个重力锚重约900吨。


由于此次沉井浮运是全国范围内首次海区沉井技术的应用,考虑到沉井体积巨大,路途远、时间长,途径航道各类船舶繁多,水域复杂多变,潮水落差大,天气多变。受风流影响严重,气象部门予以大力支持,海事部门予以通力护航,温州港为此封港约22小时,温州市交通局为做好沉井的浮运工作专门成立协调工作组,多次牵头海事、港航等单位研究落实方案。

温州瓯江北口大桥是国家宁莞高速(G15W3)和国道228线两大项目跨越瓯江的控制性工程,是浙江省继杭州湾跨海大桥、舟山跨海大桥、嘉绍大桥之后,又一座国家级桥梁,已列入浙江省品质工程示范工程,是交通运输部首批8个绿色公路建设典型示范项目中唯一的桥梁工程。本项目的建设实施,是提升温台产业带、促进浙江都市经济发展的重要基础,是完善浙江省综合交通网络,提高东部沿海运输能力的重要支撑,是加强长三角、海峡西岸和珠三角区域衔接、更好对接长江经济带和“一带一路”国家战略的重要引擎。建成后将为浙江省综合交通大建设、大发展、大提升奠定坚实基础,为我国重大桥梁建设提供示范经验。

大桥建设行路难,千磨万击还坚韧。钢沉井首节运抵温州标志着项目建设进入了全新的阶段,瓯江北口大桥全体建设者将继续拧成一股绳、狠下一条心、搏尽一份力,从争创世界级一流定位出发,坚持目标导向、问题导向,高标推进、精准发力、积极作为,打造品质工程样板、创新工程样板、美丽工程样板、阳光工程样板,全力打好项目建设攻坚战!

(温州瓯江口大桥公司 张雯雯)


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