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2800吨“世界梁王”!杭州湾跨海铁路大桥首孔80米箱梁架设到位

9月27日15时

新一代“世界梁王”

在杭州湾海域顺利架设

由沪杭客专公司建设管理

中铁大桥院和中国铁设联合设计

中铁大桥局承建的

世界最长高速铁路跨海大桥

杭州湾跨海铁路大桥

全面进入架梁施工新阶段

标志着我国高速铁路跨海长桥建造技术

实现里程碑式突破

钱塘潮涌,万马奔腾。

作为世界三大强潮海湾之一的杭州湾,具有强潮急流、台风袭扰、海床不稳等特点,此地最大潮差达8.96米,最大流速可达每秒5.3米,全年六级风以上约180天,部分施工海域低潮水深不足2米……这一项项的挑战构筑起一个令人生畏的“建桥禁区”。

然而,向海图强的大桥人两次在这片海湾刷新了桥梁建设纪录——当2008年当时世界长度第一的杭州湾跨海公路大桥用70米长、2200吨的混凝土预制箱梁首次征服杭州湾时,所有人都在惊叹这一“工程奇迹”;现如今,新一代世界“梁王”带着80米跨度、2800吨重的“绝对实力”,助力建设世界最长、建设标准最高的高速铁路跨海桥——杭州湾跨海铁路大桥,在同一片海域续写传奇。

9月27日,杭州湾跨海铁路大桥首孔80米预制混凝土箱梁成功架设,中铁大桥局时隔近二十年,以两代“梁王”的接力,在世界强潮海湾上演“沧海架虹”的中国奇迹。

01

“梁王”出世

杭州湾跨海铁路大桥全长约29.2公里,设计时速350公里,是新建南通至宁波高速铁路的控制性工程。其中,海中引桥采用230孔80米/60米预制箱梁,最长联达3080米,其“超长联、大跨度”创下了高速铁路混凝土连续梁的世界纪录

从地图上看,杭州湾形似喇叭,内窄而外宽。杭州湾跨海铁路桥位于杭州湾跨海公路桥上游约7公里处,更接近喇叭口,水域面相对较窄,为什么没有沿用公路桥70米跨度的“亚洲梁王”而是升级为80米跨度的“世界梁王”呢?

项目副经理王寅峰给出答案——杭州湾喇叭口是“天下奇观”钱塘江大潮潮起的地方,为减少建桥对这一自然景观的影响,项目部创新设计80米跨度先简支后连续箱梁,尽量减少海中桥墩基础数量,有效降低阻水率,维持其浩浩汤汤之势。此外,大桥穿越钱塘江河口海洋生态红线区,环保要求严格,减少水中墩的数量可以更好地保护环境,同时也能收获降低工程造价的成效。

本次架设的首孔80米预制混凝土箱梁长78.2米、高5.4米,架设后的跨度将达到80米,重2800吨,相当于2000辆小汽车的重量。80米跨度箱梁的梁长是大多数高铁采用的32米箱梁梁长的2.4倍,中铁大桥局负责生产209孔这样的“大块头”箱梁,面临的难度可想而知。

更大的跨越呼唤更高的建造工艺。中铁大桥局在原杭州湾跨海公路桥的梁场上搭建起更智能、更高效、更高标准的智慧梁场,形成“一梁八线”制梁工序,投用钢筋弯曲智能设备、钢筋遥控搬运车、模板打磨机器、腹板智能振捣机、喷淋养护机器人、自动巡航模块车等智能工装,创新采用卧式绑扎、部品组装等工艺工法,全面提升预制梁全工序精益化生产水平,更好服务大桥建设。

通过“一梁八线”全工序机械化、智能化配套工艺实践,单梁工效、投入人数、消耗工时由首批的30天、80人、28800工时,减少到15天、60人、7200工时。

项目部梁场自建设以来便备受社会各界关注,成为行业的标杆。7月17日,国铁集团组织开展的铁路建设项目精品工程创建现场会在浙江召开,观摩团一行实地参观了杭州湾跨海铁路桥梁场,对现场的智能化施工给予了高度评价。

02

“天一”护航

2005年6月,杭州湾跨海公路桥首片70米箱梁开始架设,项目部采用中铁大桥局自行研制的大型运架船——“小天鹅号”进行运输与吊装。但是,面对公路桥通航孔道的高墩区,“小天鹅号”显得有些力不从心。

经过研发创新,中铁大桥局研制出具有3000吨起重能力、起吊高度可达53米的“天一号”,其在当时亚洲同类吊船中位居第一。得益于这两艘大型吊装船的助力,70米箱梁的运吊变得游刃有余,项目部“海上工程陆上做”的设想成为现实。

2024年8月,为了满足“世界梁王”的架设需要,转战海内外多座超级工程、奔波万里的“天一号”时隔18年,回到了它曾驰骋过的杭州湾故地。

杭州湾依然是那个潮水“壮观天下无”的杭州湾,但“天一号”相比过去却已是大大加强。

项目工程部副部长张毅新介绍,“天一号”在去往孟加拉帕德玛大桥项目前,通过加强起重臂架结构、增加动滑轮组等,已将起重能力提升至3600吨,完全能满足杭州湾跨海铁路桥的架梁需求。

围绕“天一号”运输和架设箱梁,项目团队提出了“取—运—架”全链条一体化解决方案。

为保证按期优质完成梁体的取、运、架等施工任务,项目团队依托精准潮汐测算,采用“低平潮取梁、涨潮期运输、平潮期落梁”的精准调度方案,将落梁误差控制在毫米级,并通过在“天一号”臂架、吊具上布设的85组智能传感器,实时监控船舶状态、结构受力和变形、吊装动作等10多类大数据,进行秒级反馈和智能监控,实现架梁全过程风险管控。

此外,为满足防台避台要求,“天一号”84米高的固定臂架被改造为可“折叠”的翻转臂架,臂架翻转倒伏后高度仅为43米,能安全穿越通航高度47米的杭州湾跨海公路大桥,实现快速避险。

“天一号”取梁时,需先让运梁台车通过出海栈桥将箱梁运至临时存梁台座,再由“天一号”抓取。为保证平潮、涨潮期“天一号”起重船有足够的施工时间,取梁时间要尽量在低潮期,等涨潮至运输航线水深满足要求时才能出海。架梁时,“天一号”还要面对梁面坡度大、船与承台之间距离小等的问题。建设者不仅要“看天吃饭”抓好窗口期,还要使出绣花功夫精细施工。

杭州湾湾底地形由东往西渐抬升,水深变浅,箱梁出海码头及架梁墩位原海床面水深不能满足“天一号”架梁要求,项目部需要在架梁前一周完成清淤开挖工作,方能开展后续施工。

“杭州湾海域潮差大,加之箱梁出海码头海床面较高,‘天一号’在取梁过程中极易搁浅。为此,我们根据船舶在低潮位的吃水深度,对码头海床进行了清淤,累计清淤方量超过了50万立方米。”王寅峰表示,杭州湾海域海床淤泥层厚且回淤快,项目投入清淤船、运泥船24小时作业,提前为梁体出海铺就坦途。

03

旧址新梦

9月24日上午,在首孔80米预制混凝土箱梁架设前,项目部正式开展了箱梁的试吊工作。

“报告总指挥,试吊所有准备工作已全部就绪,请您指示。”

“收到,启动试吊!”

上午8点58分,现场总指挥、杭州湾跨海铁路桥项目经理蒋本俊下达试吊指令,“天一号”起重臂架开始稳步加载;10点05分,箱梁开始缓慢抬升;10点54分,箱梁达到55米最大抬升高度;11点45分,箱梁平稳落回台座,额定荷载试验顺利完成。下午继续进行超负荷试验,起吊重量达到3960吨,进一步验证设备极限能力。

对王寅峰来说,在他18年的从业经历中,本次的试吊起吊重量是他经历过的最大重量。

“试吊是对‘天一号’在杭州湾海域施工前的一次‘大考’,是演练、更是预习,试吊的成功表示‘天一号’具备在强潮环境下安全取梁、精准架梁的能力。”王寅峰说。

箱梁的巨大的重量让施工难度产生了从量变到质变的跃升,并对项目的人员组织安排、吊具设计制造、后期运输架设等环节都提出了严峻的考验。

为确保架梁作业安全、优质、高效推进,项目部对每一步动作编制了详细的施工步骤以及施工口令,并严格落实“项目自检—子公司复检—集团公司终检”的三级验收机制,对吊具、箱梁及船舶设备等进行多维度的严格核验,为施工安全筑牢“防护网”。

经过对试吊的复盘与优化,“天一号”已完成从“模拟大考”到“实战部署”的最后冲刺。

9月27日下午,杭州湾跨海铁路大桥首孔80米预制混凝土箱梁开始架设。

海事部门在现场派驻大桥建设工作专班,通过“VTS船舶交通管理系统+海巡艇+无人机”立体护航,全力保障架梁施工与通航安全。

15时左右,箱梁架设完成。

参加过两座杭州湾跨海大桥建设的项目质量管理部部长钱玉山感慨万分:“2004年,我还是技术员,在公路桥制梁一线负责钢筋绑扎、钢筋吊装和混凝土浇筑作业,那时梁场里有两三百名工人参与施工,遇到钢筋绑扎高峰期,三四百号人倒班连续干3天才能完成一片梁,而今,智能化制梁让效率显著提升,架梁工艺也实现了质的飞跃。”

“本次107-108号墩首孔箱梁成功架设,标志着大桥已全面进入上部结构施工阶段。目前,大桥建设正按计划稳步推进,预计2026年底将完成海中引桥主体工程,2027年底建成通车。”蒋本俊说。

时代在进步,工艺在进步,大桥人更是一步一个脚印,不断攀登桥梁工程的技术高峰。

平静的海面孕育不出优秀的水手

作为“建桥国家队”

中铁大桥局以“向海图强”的勇气与智慧

将“不可能”变为“一定能”

在杭州湾上书写新的跨越传奇

监制|舒智明

审核|祁曙光

编辑|白尧虹

文字|晋旭俊 白尧虹

图片|张顺

视频|张顺 王震 朱仁博

来源|通苏嘉甬铁路项目部

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