世界橋梁的珠穆朗瑪峰--蘇通大橋自主創(chuàng)新創(chuàng)造四項(xiàng)“世界之最”

　　10萬噸重橋面壓在“豆腐”上

　　蘇通大橋，位于蘇州市常熟和南通市海門之間。它西距江陰大橋82公里，東離長(zhǎng)江入?？?08公里。

　　蘇州和南通兩市都緊靠長(zhǎng)江入?？?，雖然物寶天華，但地質(zhì)上非常年幼，僅有6至7千年歷史。源于青藏高原的萬里長(zhǎng)江，一路東流入海，落差5千多米，在西江段沖下大量泥沙。至入海處，每年積沉泥沙約有5至6千億噸。如此沖積了6千多年，千古沉沙在入?？诘拈L(zhǎng)江中形成了近300米厚的以粉砂和淤泥為主的覆蓋層，踩在上面松軟猶如棉花。

　　蘇通大橋建設(shè)指揮部總指揮游慶仲把這種地質(zhì)條件稱為“豆腐”塊。 5月28日，在蘇通大橋展覽室里，縮小了的模型一角塌下了一大塊，一粒粒粉塵似的砂粒搖搖欲墜，露出了一根根粗大的鉆孔灌注樁。為什么好好的模型要故意塌下一大塊？游慶仲介紹說，蘇通大橋的地質(zhì)條件極為復(fù)雜：強(qiáng)暴雨、颶風(fēng)、龍卷風(fēng)和臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣每年有近200天，極端風(fēng)速每秒45.4米；水深流急，最大水深50米，平均流速每秒4.05米；巖基埋深一般在270米以下，覆蓋層上部為粉砂和淤泥，較好的土層在-62米以下。尤其是大橋北岸區(qū)域，在-30米至-50米深處存在著20米厚的流塑、軟塑狀亞粘土層……大橋模型塌下一大塊的目的，就是形象地告訴大家：建設(shè)蘇通大橋難度之大。

　　蘇通大橋由長(zhǎng)9.1公里的南接線、長(zhǎng)8146米的主橋和15.2公里的北接線三部分組成，建有橋墩113座，有92座橋墩矗立在滔滔江水之中。其中第68座和69座橋墩即是高程為306米的主塔橋墩。全長(zhǎng)8146米的大橋橋面，其中2088米主橋?yàn)殇撓淞簶蛎妫傊爻^了5萬噸；其它6058米為鋼筋混凝土橋面，分別由105座橋墩承載,其中承載分量最重的就是兩座主塔橋墩。

　　大橋頂天立地，巋然不動(dòng)，主要就是靠這兩座主塔橋墩采用了超大規(guī)模的群樁基礎(chǔ)。游慶仲介紹，每座主塔橋墩由131根直徑2.5米至2.8米、長(zhǎng)120米的鉆孔灌注樁組合排列，然后澆注長(zhǎng)114米、寬48米、相當(dāng)于足球場(chǎng)大、體積達(dá)到6萬立方米的鋼筋混凝土承臺(tái)，使131根鉆孔灌注樁形成世界上規(guī)模最大、入土最深的一個(gè)群樁基礎(chǔ)。同時(shí)，在群樁基礎(chǔ)的邊上，還進(jìn)行了永久性圍護(hù)，使這個(gè)世界最大的群樁基礎(chǔ)真正能夠堅(jiān)如磐石。

　　游慶仲介紹，1786根鉆孔灌注樁的總長(zhǎng)度達(dá)到了156千米，根據(jù)測(cè)算，平均每根鉆孔灌注樁能承載2500噸，131根組成的基礎(chǔ)，按理論計(jì)算總計(jì)可以承載33萬噸，至少可以承載20萬噸；兩座主塔則可以承載40至60萬噸。這是把各種因素都考慮了，比如百年一遇的颶風(fēng)，比如發(fā)生強(qiáng)度較大的地震等，按照設(shè)計(jì)的承載能力，蘇通大橋完全可以抵御各種風(fēng)險(xiǎn)。所以，盡管這些鉆孔灌注樁都打在了以淤泥和粉砂為主、似“豆腐”一樣的覆蓋層上，但從2003年6月27日大橋主橋正式開工建設(shè)到現(xiàn)在的四年間，主橋橋面只沉降了6厘米，完全在設(shè)計(jì)規(guī)定的允許范圍內(nèi)。而且根據(jù)預(yù)測(cè)，100年后大橋沉降仍然將控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

　　306米高塔垂直度偏差只有四萬分之一

　　6月9日上午，站在蘇通大橋合龍段的橋面上，兩座主塔高高聳入云霄，乳白色的斜拉索似琴弦斜掛在天際的云朵上；而腳下則是奔騰不息的萬里長(zhǎng)江，船舶在江面上縱橫馳騁。天上和水中組成的這幅壯美情景，使合龍貫通的蘇通大橋更加讓人感到自主創(chuàng)新和科技所帶來的無窮魅力。

　　作為蘇通大橋第二個(gè)世界之最，也作為支撐整個(gè)橋梁的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)，大橋主塔采用人字形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，塔頂海拔高度為306米，塔高為300.4米，比目前排名世界第一的日本多多羅大橋216.6米主塔高了93.8米。每座主塔共用混凝土2.8萬立方米，耗用鋼材9000多噸，自重超過3萬噸。監(jiān)理人員告訴記者，橋塔的混凝土質(zhì)量全部?jī)?yōu)良，塔頂平面僅偏差7毫米，垂直度偏差僅為四萬分之一，只相當(dāng)于一個(gè)小指頭的寬度。

　　300多米高的主塔，相當(dāng)于100多層樓房的高度。在陸地上建100多層的高樓尚且不易，那么在水流湍急、軟似“豆腐”的長(zhǎng)江主航道中心建如此主塔，其難度是可想而知的。它是如何施工的，垂直度如何進(jìn)行控制的，怎么會(huì)精確到如此程度？

　　建設(shè)蘇通大橋這樣跨度的大橋，世界上沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，只有自主創(chuàng)新才能攻堅(jiān)克難。蘇通大橋建設(shè)指揮部現(xiàn)場(chǎng)總工程師吳壽昌告訴記者，主塔施工總共496天，其間經(jīng)歷了酷暑和寒冬，季節(jié)之間相差的溫度有30多攝氏度。而主塔澆注混凝土?xí)r對(duì)溫度要求極高，好像養(yǎng)在暖房中的花朵，既不能高、又不能低，必須時(shí)刻保持恒溫。怎么辦？科研人員想了一個(gè)辦法，就是夏天時(shí)給混凝土穿上棉衣，讓它保持規(guī)定溫度；冬天時(shí)用一定溫度的熱水進(jìn)行攪拌混凝土。為了確保水質(zhì)，建橋工人們把長(zhǎng)江之水凈化以后再進(jìn)行攪拌混凝土。

　　在施工過程中，工程技術(shù)人員和監(jiān)理人員時(shí)刻按照規(guī)定辦事。采用三種測(cè)量方法對(duì)主塔進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控。在幾何測(cè)量方面：開展動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)研究，研發(fā)基于測(cè)量機(jī)器人的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和GPS與全站儀集成的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，大大提高了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的精度；在物理監(jiān)測(cè)方面：則采用高精度傳感器，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程無線自動(dòng)采集與傳輸，提高了數(shù)據(jù)的可靠性和及時(shí)性；在索力測(cè)試方面：同時(shí)采用千斤頂油壓表和頻率法進(jìn)行測(cè)試，大大提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的一致性。

　　272根斜拉索拉起了5萬噸鋼橋面

　　蘇通大橋2088米長(zhǎng)的主橋，由七跨八墩組成，即雙塔雙索面七跨連續(xù)鋼箱梁斜拉橋橋型。在這個(gè)主橋橋面上，共鋪裝了141塊鋼箱梁，最重的一塊鋼箱梁超過了1200噸，標(biāo)準(zhǔn)梁段鋼箱梁重450噸，合龍段和零號(hào)塊鋼箱梁重120噸，141塊總重超過了5萬噸。其中長(zhǎng)1088米的主跨，則由68塊、長(zhǎng)16米的標(biāo)準(zhǔn)梁段鋪裝，總重超過了3萬噸。這樣重的鋼箱梁沒有一個(gè)支撐點(diǎn)，全部懸空在長(zhǎng)江之上，怎么進(jìn)行吊裝，斜拉索怎么安裝，鋼箱梁拼裝時(shí)又怎樣做到天衣無縫？

　　6月9日，是主跨合龍段鋼箱梁進(jìn)行最后吊裝的時(shí)候。那是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻，寫有：“優(yōu)質(zhì)安全合龍，再創(chuàng)第四項(xiàng)世界紀(jì)錄”、“全國(guó)青年文明號(hào)”、“共產(chǎn)黨員突擊隊(duì)”等的大紅橫幅在風(fēng)中飄舞，12時(shí)許，3號(hào)、4號(hào)和7號(hào)、8號(hào)共4臺(tái)鋼橋面吊機(jī)，在電腦控制下在同一水平上徐徐啟動(dòng)。到15時(shí)許，120噸重的合龍塊鋼箱梁已從“金虹”號(hào)運(yùn)輸船上高高吊起，離已經(jīng)安裝到位的34號(hào)塊鋼箱梁相距30多厘米時(shí)，許多工程技術(shù)人員抑制不住內(nèi)心的激動(dòng)，紛紛跳到寫有“蘇通大橋合龍段鋼箱梁”字樣的這塊梁段上，一面進(jìn)行技術(shù)測(cè)量，一面忙里偷閑合影留念。

　　中交二公局一位姓鐘的工程師向記者介紹，這最后一塊合龍段鋼箱梁是6月8日18時(shí)許從靖江生產(chǎn)基地裝船運(yùn)過來的，100多公里距離運(yùn)了約10至12個(gè)小時(shí)，由于鋼箱梁都是龐然大物，有很大危險(xiǎn)性，所以都利用晚上船舶較少時(shí)運(yùn)輸。6月9日早晨到達(dá)大橋主航道后，經(jīng)過必要準(zhǔn)備后于中午時(shí)進(jìn)行了起吊。

　　據(jù)介紹，蘇通大橋每塊鋼箱梁吊裝時(shí)，都采用微機(jī)程序控制，三維液壓調(diào)控和毫米精度定位的橋面吊機(jī)進(jìn)行，可快速實(shí)現(xiàn)空間三個(gè)方向各1毫米的定位精度，而且能夠完成縱坡調(diào)整。所以在主橋141塊鋼箱梁的吊裝中，相鄰梁段的誤差小于等于5毫米，主梁軸線與已成相鄰梁段偏差在0.5毫米以內(nèi)。

　　鋼箱梁的吊裝是這樣，那么鋼箱梁的焊接又是怎樣的呢？到昨天上午為止，蘇通大橋主橋141塊鋼箱梁焊接全部結(jié)束，焊縫總長(zhǎng)達(dá)到了1000千米，接近蘇州至北京的距離。這樣長(zhǎng)的焊縫經(jīng)過嚴(yán)格檢測(cè)，一次合格率超過了99%%。其焊縫結(jié)構(gòu)尺寸、橋面縱橫坡、橋面平面度及梁體空間形態(tài)等幾何精度，均大大優(yōu)于國(guó)家規(guī)定的誤差要求。