期刊-2010-10

北方巨龙 笑傲海风

本刊记者杨进平

2010年10月01日

全桥效果图

全桥效果图


        20年前,从青岛经济技术开发区建立的那天起,青岛人就做起了跨海之梦。20年后的今天,这个梦终于要圆了。
        青岛是著名海港旅游城市,但目前还没有一座可以代表城市形象的超大型或大型标志性建筑,青岛海湾大桥将填补这一空白。海湾大桥让青岛在向世界展示“红瓦、绿树、碧海、蓝天”的城市风采时,又增加了新的一景——“玉带”,这将大大提高青岛的国际知名度。
        青岛海湾大桥坐落于青岛胶州湾海域,犹如一条巨龙连接着青岛、红岛、黄岛,是我国北方冰冻海域首座特大型桥梁集群工程,加上引桥和连接线,全长超过41.58公里,为世界第一大跨海长桥,其一期工程全长28.88公里,二期工程12.7公里。目前,一、二期工程都已开工建设,明年将陆续建成并投入使用。施工高峰期,青岛海湾大桥有近万名建设者在大桥建设一线全力奋战。
        青岛海湾大桥是国道主干线青岛至兰州高速公路的起点段,是青岛市规划的东西跨海通道“一路、一桥、一隧”中的“一桥”。大桥建成后将成为山东半岛蓝色经济区及青岛市“环湾保护、拥湾发展”战略中的重要交通枢纽,将缩短青岛至黄岛间路程近30公里,节省时间20分钟,进一步完善青岛市东西跨海交通联系,扩大青岛市城市骨架,缩小青岛、红岛、黄岛的时空距离,加强主城区与两翼副城区的联系,为青岛城市的深度发展拓展出崭新的空间。青岛海湾大桥建成后将进一步奠定青岛在山东半岛蓝色经济区的龙头地位,对该区的发展起到了很好的以海带陆、以陆促海、内外联动的促进作用。

沧口航道桥(稀索斜拉桥)

沧口航道桥(稀索斜拉桥)

        实力雄厚特许经营“世界第一跨海大桥”

        山东高速集团投资建设的青岛海湾大桥是我国目前国有独资企业单独投资建设的最大规模的交通基础设施项目。2006年6月,青岛市政府面向全世界公开招标,山东高速集团的领导果断决策,迅速出击,经过激烈的角逐,最终凭借良好的信誉、雄厚的资金和技术实力以及丰富的建设管理经验一举中标,成为项目法人,这是山东高速集团在省内高速公路建设市场的新突破。
        中标后,山东高速集团迅速抽调精兵强将组建成立了山东高速青岛公路有限公司,负责青岛海湾大桥的建设、经营、管理,获得25年特许经营权,特许经营期内与已建成的青岛环胶州湾高速公路捆绑经营。

        科技创新打造“世界第一跨海大桥”

        青岛海湾大桥处于冰冻海域,海水含盐度很高,对结构混凝土及寿命保护要求的标准高;海域水质好,海洋生态链完整,对施工的环保要求很高。由于沧口航道桥受通航、航空双重限制,海湾桥经过海域平均水深较浅,海底岩面起伏大,地质构造特点复杂,与建于陆地上的路桥相比,对于安全、质量要求更加严格。据了解,为了使大桥建设得更加安全、可靠、美观、实用,专家们对地质、水文、抗震、环保等方面都进行了深入细致的调研讨论,专题研究高达29项。
青岛跨海大桥在混凝土防腐技术和施工技术等方面采用了多种新技术,总体设计、施工技术含量等除了借鉴杭州湾跨海大桥建设中使用的成熟技术外,青岛海湾大桥施工过程中使用的大量新技术多为以前从未使用过的,在国内、国际绝对属于“超一流”。
        据青岛海湾大桥总工程师邵新鹏介绍,山东高速青岛公路有限公司首次在大型桥梁建设项目中使用根据最新研究成果—建筑工程4D施工管理系统订制开发的青岛海湾大桥4D施工管理系统,建筑工程4D施工管理系统是国家“十五”科技攻关计划项目的研究成果。 

大沽河航道桥(自锚悬索桥)

大沽河航道桥(自锚悬索桥)


        山东高速青岛公路有限公司围绕海湾大桥建设构建了资金保障体系。该措施在国家银根紧缩的情况下能够充分保障项目建设的资金需求,也是山东高速集团首次在山东省交通基础设施领域采用银团模式进行项目融资;建立了工程建设资金风险防范机制。青岛公司与银团贷款成员行及各中标单位签订了《青岛海湾大桥土建工程施工资金监管协议》,确保拨付的工程款专款专用;采取多种措施,努力降低投资成本。提出“零存款”概念,压缩沉淀资金,对沉淀资金进行稳健性理财业务。
        青岛海湾大桥中的大沽河航道桥采用的独塔自锚式悬索桥结构新颖,锚固方式优越,采用空间缆形,其结构体系和总体造型特色鲜明。 
        稀索斜拉桥结构简洁明快,红岛航道桥塔上斜拉索锚固方式采用耳板式,构造新颖,为国内外首创。
        青岛海湾大桥共有钻孔灌注桩5238棵,为国内外桥梁之最。
        采用开发改进的大直径旋挖钻机施工,最大钻孔直径达2.5米,最大孔深达80.7米,直径和钻孔深度均为国内海上桥梁之最。
        在国内外首次实现了海洋环境中的水下结构干法防腐施工。
        首次成功实现了海工高性能混凝土超长距离(900米)泵送。
        半径小至350米,跨径 60米的弯箱梁滑移模架的设计和施工工艺均是国内首次采用。
        60米预制混凝土箱梁吊装高度达57米,为国内外类似预制箱梁安装的最大高度。
        世界第一跨海大桥的建设中有众多的技术难关,攻克这些难关离不开科研力量的支撑。山东高速青岛公路有限公司为确保海湾大桥质量安全,勇于创新,大胆引进新结构、新工艺、新材料,从而取得了大批科研创新成果。目前已获部分科研奖项有:“水下无封底混凝土套箱技术”获交通行业最高科技奖项—2009年度中国公路学会科技进步特等奖,并获得两项国家专利、2007~2008年度国家一级工法及首届山东省企业重大创新成果奖;“基于IFC标准的建筑工程4D施工管理系统的研究和应用”获2009年建设部“华夏建设科学技术奖”一等奖;“青岛海湾大桥高精度卫星三维定位测量控制系统”、“青岛海湾大桥测量控制系统研究与应用”获山东省科技进步二等奖;“青岛海湾大桥水泥混凝土降温方案的研究”获2009年度中国公路学会科学技术奖二等奖;“可循环利用钢套箱围堰的研制与应用”获山东省公路科技创新一等奖。截至目前,技术成果获两项国家发明专利、6项国家实用新型专利,21项创新成果荣膺中国企业新记录。正是有这些科研技术成果的支持,才保证了青岛大桥建设的顺利进行。
        “水下无封底混凝土套箱技术”是其中具有代表性的研究之一,该研究取得如下研究成果:
        《水下无封底混凝土套箱关键技术研究》、《水下无封底钢筋混凝土套箱设计指南》、《水下无封底钢筋混凝土套箱设计指南(条文说明)》、《水下无封底混凝土套箱施工工艺指南》、《水下无封底混凝土套箱图集》。
        该技术成果主要有四大创新:
        1.提出并成功应用了混凝土套箱水下无封底技术。
        在传统施工方法中,进行水下混凝土封底,施工组织较复杂、对混凝生产能力要求高,并具有一定风险性。为回避施工风险、减少海上作业和提高生产效率,我国大多数跨海大桥,选择了提高承台高程的办法,但建筑效果较差。本工程开发的无封底套箱技术通过胶囊止水、反压架克服浮力、剪力键传递荷载和设置防浪板等技术措施,首次实现了混凝土套箱的水下无封底,成功创造了在围堰内抽水水头不超过10米的情况下,不进行水下混凝土封底的新工法。该项新技术具有简便、可靠、生产周期短等突出优点,是我国围堰施工技术的重大突破。
        2.成功解决了混凝土套箱开裂的难题。
        由于承台混凝土早期热涨和后期收缩,因变形不协调引起套箱开裂,是一个老大难问题。课题组发明了用弹性垫层防止混凝土套箱开裂的新技术,通过设置弹性应力吸收层,成功解决了混凝土套箱与承台的变形不协调引起的开裂问题。
        3.首次成功利用混凝土套箱提高承台耐久性。
        利用混凝土套箱对承台提供永久性保护,并避免了早龄期混凝土与海水接触,改善混凝土品质,大大提高了承台的耐久性。
        4.利用混凝土套箱提高引桥承台抗船舶撞击能力。
        跨海大桥引桥长度一般超过桥梁总长的90%,防撞问题突出,且由于桥墩数量多而难于防范。混凝土套箱提高了承台的防撞能力,对引桥防撞具有重大意义。 
        该成果己在青岛海湾桥6个合同段、青岛即墨至海洋丁字河口跨海大桥承台施工中获成功应用,取得了1.6亿元的直接经济效益;其核心技术已应用于港珠澳大桥设计文件中。该项发明成果获2009年度中国公路学会科学技术特等奖、1项国家发明专利、1项实用新型专利、1项国家级工法、获两项中国企业新纪录,发表论文多篇,培养了大批技术人才,其中博士、硕士16名,拟出版专著1部。
        山东高速集团于2008年、2010年两次承办了业界有影响力的学术会议—“青岛海湾大桥国际桥梁论坛”、“全国大型桥梁工程耐久性技术发展研讨会”,获得了与会专家的充分认可。国际桥梁与工程协会主席康宝特、交通部原总工凤懋润、中国工程院院士项海帆等众多专家学者应邀出席,并作了精彩报告。与会专家在设计、施工、科学试验与工程实践等方面的探索与总结,反映了我国现阶段桥梁科技发展的先进水平,有较高的学术性、实用性和参考价值,对促进我国和世界桥梁技术和发展都将起到重要作用。
        即将建成的青岛海湾大桥各桥型造型独特,美观大气,宛如一部磅礴的桥梁组曲,既符合青岛市传统建筑风格,又富有现代气息,是我国乃至世界上屈指可数的现代化桥梁集群工程。青岛海湾大桥必将成为青岛市的又一标志性建筑,成为世界桥梁史的一个重要的里程碑。
        一桥飞架“青黄”,“海湾”变通途的梦想将成为现实。