6月30日，全球首個集“橋、島、隧、水下互通”于一體的超級跨海集群工程——深中通道建成通車，首周逾72萬車次穿梭其間，構建起粵港澳大灣區(qū)的重要交通脊梁。深中大橋作為這座超級工程最吸睛的部分之一，創(chuàng)下了5項世界之最：世界最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋——主跨1666米；世界最高通航凈空高度——76.5米；世界最大海中錨碇——單個總重100萬噸；世界橋梁最高顫振臨界風速——每秒88米；世界最大體量鋼橋面熱拌環(huán)氧瀝青鋪裝——37.88萬平方米。每項世界之最，都凝聚著中交建設者的汗水與智慧。
打造5000平方米“海上小鎮(zhèn)”
公司參建的深中大橋是深中通道關鍵控制性工程之一，全長2826米，與西人工島相接。大橋建設期間，深中大橋距離中山側項目營地的水路約15公里，從中山市馬鞍島乘交通船至深中大橋施工現(xiàn)場，要橫穿珠江口燈籠水道、龍穴南水道和伶仃航道，單程至少1個小時航程，人員、設備、物資組織及現(xiàn)場管理難度大，安全風險高。
“項目為全離岸海中施工。茫茫大海上，我們在什么地方開工，施工團隊如何‘進場’？”時任二航局深中通道項目常務副總工程師曾煒為此絞盡腦汁。要想在海中架起橋梁，首先要在海上建立穩(wěn)定的施工作業(yè)面。經過夜以繼日的演算論證，項目團隊最終提出以大橋東錨碇為中心，設置海上平臺的方案，解決人員海陸折返的難題。
最初還沒搭建平臺時，項目管理人員每天乘船來往于海中和岸上，很多時候就和工友們吃住在船上。“第一次在船上過夜記憶猶新，海上浪大船搖，發(fā)電機、打樁船機械轟鳴，讓人難以入睡。”項目工程部部長李思吟回憶道。
歷時三個月奮戰(zhàn)，團隊終于打造出5000平米的海上生活平臺。他們在海中打下100多根單根直徑80厘米的鋼管樁作為基礎，焊接鋼斜撐、鋪上貝雷梁和面板，并將130個集裝箱整齊排列在平臺上。工人們戲稱這些集裝箱房為“海景房”。“這座平臺能同時容納600人生活，完全滿足施工高峰期的需求。”提及施工盛況，曾煒自豪地說。
這座臨時搭建的海上平臺，不僅是建設者們的生活空間，更是海上施工的重要銜接點，通過生活平臺項目部還延伸搭建出海上攪拌站、通向主塔的臨時棧橋等設施。大部分登上這座海上平臺的人，都做好了長期奮斗的準備。“最長的一次，3個月都沒離開過這個平臺，日夜與海風海浪相伴。”曾煒清楚地記得最后一次離開平臺的時間——2023年4月28日。那天，大橋合龍，他堅守到了最后。
將百萬噸“秤砣”穩(wěn)穩(wěn)沉入海底
深中大橋主跨1666米，是世界最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋。大橋東西兩側有兩塊各重100萬噸的錨碇，猶如巨大的“秤砣”，穩(wěn)穩(wěn)地沉入海底，是大跨徑懸索橋的重要受力結構。“它們依靠體重‘拽’住大橋主纜，承受橋梁和車輛的重量。”二航局深中通道項目副經理廖文龍解釋道。
施工處海底的流塑狀淤泥深厚，船行波易對鋼平臺造成巨大沖擊，讓錨碇穩(wěn)穩(wěn)地沉入海底并非易事。若采取海中大開挖作業(yè)，勢必對海洋生態(tài)造成不利影響；搭設鋼平臺施工作業(yè)，又可能會讓錨碇的可靠性得不到保障……經過反復計算論證，項目團隊提出了“圍堰筑島+地連墻”的方案：在海上施沉鋼管樁形成圍堰，然后在圍堰內吹填中粗砂擠出海水，形成干施工環(huán)境。
“然而，在海床的淤泥上直接施沉鋼管樁，就像在豆腐腦上插筷子，精度和穩(wěn)定性都難以控制。”廖文龍說。經過多次討論，項目部決定先排出海底淤泥中的水，固結淤泥層改變地質條件，再進行圍堰施工。項目團隊在圍堰中心點200米直徑范圍內，對海床面2米以下深度的地層進行開挖清理作業(yè)，并拋填砂石墊層。緊接著，插板船連續(xù)半個月在圍堰內作業(yè)，插打下6萬個塑料排水板。這些每個高達25米的排水板深入到海底淤泥中，與砂石墊層形成完整的排水通道。在砂石墊層加載作用下，淤泥中的海水通過排水板向外排送。
隨著海水排出，海底“豆腐腦”質淤泥地層終于變成堅固的地基，為鋼管樁施沉提供了有利的作業(yè)環(huán)境。“解決了關鍵難題，后續(xù)連墻成槽、錨碇填芯澆筑等施工勢如破竹。”廖文龍自豪地說。2018年11月29日，圍堰鋼管樁成功合龍，項目部在圍堰內開始吹填砂并展開場地硬化，迅速形成海上陸地。后續(xù)錨碇地連墻等一系列構筑物就有了陸地般的施工條件。2021年12月，深中大橋兩個錨碇完工，至此巨型“秤砣”穩(wěn)穩(wěn)地沉在海床之上。
“豎向移動工廠”革新橋塔工藝
廣州南沙港是世界上最繁忙的港口之一。深中大橋橋塔建在主航道上，為不影響港口通航，按照設計要求，深中大橋要建設270米高的超高主塔，其中，通航凈空高度達76.5米。
面對高溫高鹽高腐蝕性和高空作業(yè)環(huán)境、臺風頻發(fā)、鋼筋用量大等諸多難題，國內常見的傳統(tǒng)工藝如液壓爬模施工已明顯不適用，其在爬升速度及混凝土養(yǎng)護等方面難以達到要求。項目團隊從自動造樓機上找到靈感，經過實地考察，最終提出使用一體化智能筑塔機的建設方案。“我們要將高空現(xiàn)場打造為‘豎向移動工廠’，研發(fā)一種集鋼筋部品安裝、混凝土布料、振搗、養(yǎng)護、智能監(jiān)控等于一體的可移動設備。”二航局深中通道項目總工程師肖文福說。
項目部聯(lián)合二航局技術團隊展開筑塔機的研發(fā)設計工作。20多名技術人員通宵達旦工作了兩個多月，形成了一份3000多頁圖紙的初步方案。隨后，技術人員對一體化智能筑塔機的各項功能、部件不斷優(yōu)化調試，設計方案也經歷一次次改動。
塔柱斷面為八邊形截面，隨著高度爬升逐漸變小、傾斜。“最大難點在于筑塔機要適應斷面變化，試驗階段我們發(fā)現(xiàn)大約在79米高度位置塔柱出現(xiàn)一段約170度的折線，如果持續(xù)爬升，筑塔機就會因無法適應而被卡住。”二航局筑塔機研發(fā)團隊負責人李拔周說。為此，研發(fā)人員對爬升結構和模板系統(tǒng)進行多次調整，新增可調裝置和模板懸掛系統(tǒng)，針對塔柱不同高度位置的線型可以靈活調整。
無數(shù)次推倒重來，數(shù)不清的研討，圖紙堆成小山……前后歷經半年，全國首臺一體化智能筑塔機順利投入使用。
一體化智能筑塔機采用架體結構，高25.2米，沿著架體高度分別設有作業(yè)、養(yǎng)護、修復平臺，抗風穩(wěn)定性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)液壓爬模系統(tǒng)。每臺造塔機頂層設置了兩臺自動化布料機，混凝土通過泵管輸送到塔頂后，可通過布料機實現(xiàn)混凝土連續(xù)、快速澆筑，確保了超高空混凝土澆筑的質量。其搭載的智能養(yǎng)護系統(tǒng)，采用蒸汽養(yǎng)生等措施，能使橋塔現(xiàn)場混凝土養(yǎng)護達到廠內標準化養(yǎng)護水平。
“這個筑塔機不但保證了高空施工人員的安全，而且布料、振搗、養(yǎng)護都實現(xiàn)了自動化，還配備衛(wèi)生間、休息區(qū)和遮風擋雨的伸縮平臺，非常貼心！”在一線工作了近30年的工人謝芝安說。
有了這項“神器”，深中大橋塔柱施工速度最快可達每天1.2米，減少高空操作人員近60%，為橋梁超高索塔的建造帶來革命性的轉型升級。
“風中穿線”控制精度5毫米內
站在岸邊遙望，深中大橋的兩根主纜從東錨碇拋出，越過東主塔塔頂，跨過1666米寬闊水域和西主塔，最終與西錨碇連接，將大橋穩(wěn)穩(wěn)地固定在海面上。
時任二航局深中通道項目副經理的張平喜歡拍照，手機相冊里存滿大橋建設過程照片，他對大橋各項數(shù)據(jù)早已爛熟于心：單根主纜重1.7萬噸，由199根索股組成，每根索股又由127絲直徑6毫米的鍍鋅鋁鋼絲組成，所有鋼絲總長度之和能繞地球4圈，每根主纜纜力超10萬噸，能同時承受2艘“遼寧號”航母的重量。
然而，要將每根1.7萬噸的主纜搬至270米高空并非易事，它對牽引、入鞍和張拉設備提出更高要求，更加大了索股層距、線形控制的難度。
“第一根索股架設完成后，后續(xù)索股都要以它為基準牽引調位。199根索股最終要緊緊抱成團，形成直徑約1米的主纜。”張平說。架設主纜時正值珠江汛期及臺風多發(fā)頻發(fā)期，海上大風讓索股搖晃得無法精確測量，項目團隊通過“V”型保持器和自主研發(fā)的索股抑振裝置降低了風的影響，有效保證了索股調索精度。
此外，晝夜溫差也給施工帶來困擾。白天架完的索股，到了夜里因降溫出現(xiàn)不同程度的變形，索股上下交錯，影響效率和精度。此時，智能技術大顯身手。項目部采用超長索股無人跟隨架設技術，對索股進行遠程監(jiān)控，施工關鍵數(shù)據(jù)實時傳輸，顯著提升大跨徑懸索橋主纜架設自動化、信息化水平。
“經過對每根鋼絲的位置和氣溫反復測量，項目團隊掌握了主纜鋼絲變化規(guī)律，將架設精度控制在5毫米內。”張平說。（陳之瑋 王鑫洲 杜才良）