合龙最大误差仅3毫米，舟岱大桥的施工技术太厉害了
来源:dy.163.com | 发布时间:2020-10-15 10:10:43 | 浏览次数：675
作者 | 须臾千秋，清华大学土木工程博士
浙江省舟山市是一座群岛城市，岛屿之间、岛屿和大陆之间的交通以前都需要靠船运来实现。
舟山的港湾众多，航道纵横，是中国屈指可数的天然深水良港，这在浙江这片高速发展的沃土上是一份极其宝贵的资源。为了将这些宝贵的天然深水良港利用起来，必须修建跨海桥梁将这些岛屿与大陆之间连接起来。
舟岱大桥就是这众多跨海桥梁中的一座。
（建设中的舟岱大桥）
（一）横跨杭州湾，这里有世界上规模最大跨海桥梁群
舟岱跨海大桥是宁波舟山港主通道主线中的一环，起于岑港互通，路线向北延伸，在马目山入海后转向东北，依次跨越长白西航道、舟山中部港域西航道和岱山南航道，在岱山双合登陆。海中设置长白互通，连接长白岛。
大桥全长16.34公里，预计2021年建成通车。
（舟岱大桥线路图）
浙江宁波舟山港主通道项目由富翅门大桥、舟岱大桥和鱼山大桥组成，将舟山的主要岛屿与大路上的宁波相连，未来还会与上海洋山港相连。
连岛工程横跨整个杭州湾，跨越8个岛屿，拥有10座大桥，总里程达到86.68公里，建成后将成为世界上最长的连岛高速公路和世界上规模最大的跨海桥梁群，在业内的地位与港珠澳大桥相当。
（二）通航10万吨级巨轮的大跨桥梁如何建成？
与跨河桥梁不同，跨海大桥必须能够满足巨型海轮的通行需求，因此跨度、高度都必须很大。
舟岱跨海大桥主通航孔桥为主跨2×550米三塔双索面钢箱梁斜拉桥，全长1630米，其跨径组合为国内三塔跨海斜拉桥之最，可以满足10万吨级油轮通航需求，是国内通航等级最高的桥梁。
三个主塔均采用钻石形塔身，由下塔柱、中塔柱、上塔柱和下横梁组成，主塔高度均为180米，塔柱分41个阶段施工。
（钻石型桥塔）
舟岱大桥的索塔采用钻石型塔身，中、下塔柱顺桥向内外侧面沿高度方向为圆弧。这种结构形式科学而且美观，但曲面的施工难度较高。舟山群岛所在的东海地区夏秋台风、冬季大风、春季海雾和连雨等气象灾害频发，也给施工带来了极大的困难。
为满足桥塔和海洋环境施工需求，舟岱大桥的施工团队设计了重型分离式液压爬模架体。
桥塔在上塔柱施工时，爬模重量自然由桥塔承担；桥塔在下塔柱施工时，仰爬面倾斜角度为19°。仰爬面混凝土的部分自重由架体承担，故在下塔柱仰爬面布置架体时，仰爬面架体比俯爬面架体多布置一榀，倾斜部分混凝土自重由架体承担。
针对本项目的特殊性，在中、下塔柱顺桥向内外侧面液压架体配置弧形导轨，导轨的弧度与塔身一致，使架体沿着弧线爬升。
（爬模施工的桥塔）
舟岱大桥为一座三塔斜拉桥。相比起一般的双塔斜拉桥，它的技术含量更高，精准合龙难度更大。
受热胀冷缩影响，温度每变化1度两塔间梁长会变化6毫米多，尤其是中塔两边均为悬臂结构，受阳光直射、温度变化、风力等因素影响，会出现微小的位移，这些因素都大大增加了精准确定两个合龙段长度的难度。
项目部收集了近30年舟山地区的气象资料进行分析和预测，同时在桥位进行长达3个月气温、梁和塔的温度及位移的资料采集，最终形成了一套详实全面的基础数据资料，依此来分析和预测，并建模计算，最终确定了合龙段的长度。实际合龙工作中，最大偏差3毫米，实现了精准对接。
（舟岱跨海大桥的合龙工序）
大桥主通航孔桥钢箱梁合龙采用自然合龙方案，按次边跨—边跨—中跨合龙顺序进行。钢箱梁采用带风嘴的扁平流线形截面, 全断面宽度为34米，梁高3.5米，共设13种类型，标准节段长度为16米，重量为260吨，最大吊装重量达295吨。全桥钢箱梁节段合计113片，总重量约为27800吨。
舟岱跨海大桥属于通航海域，航运十分繁忙。大型油轮、集装箱货船、客运船舶、散货船和渔船等船只日均通航量达200余次，通航安全管理难度很大，大桥与船只发生碰撞事故在所难免。
为应对碰撞，舟岱跨海大桥主通航孔桥主墩承台共设置有3个10万吨级防撞钢套箱，采用内外双层钢套箱防撞设计，单个承台套箱尺寸为70×48米，高10.4米，厚度9.5米，重达2600吨，防撞等级满足10万吨级船舶通航要求，其双层结构设计属世界首例。
施工团队克服了深水海域施工潮汐、暴雨、风浪、台风等不利自然环境的影响，不断优化施工方案，强化风险预控，采用精调限位一体化施工设计，仅用15天顺利就完成了3个海上千吨钢套箱的下放安装，将套箱最大平面偏差控制在1.5厘米之内。
（大桥内层防撞钢套箱安装）
（三）跨海桥梁海上承台施工如何控制风险？
跨海桥梁海上承台施工环境复杂，海上桥梁承台施工质量的好坏直接关系着跨海桥梁建设的质量安全。为降低风险，保证施工项目实现预定目标，必须重视海上施工安全控制，防范风险。
海上施工的安全风险多种多样，错综复杂，人们很难知道，究竟哪一种风险是真正可怕、需要花大力气进行防范的；哪些是看起来可怕，实际上根本不会发生的。如何准确地评估这些复杂的风险呢？项目组依据舟岱跨海大桥施工实际情况，将海上主塔承台施工安全问题分解成不同的组成要素，按照要素之间的相互关系，进行不同层次的聚集组合，形成一个多层次分析施工安全风险结构模型。由风险普查清单可以确定海上承台施工过程中的主要潜在事故类型，可以构建海上承台施工安全风险控制模型。
项目邀请了9位路桥方向专家组成专家评判小组，依据相关规范和海上承台施工风险发生情况，对风险进行打分且将分值汇总，构成评判矩阵。
经过一系列的矩阵运算，专家们判定，在海上承台施工过程中，钢套箱安装在整个施工部分中所占比重为0.5120，为主塔承台施工期的最大风险源，在钢套箱安装过程中最有可能出现船舶撞击和起重伤害的事故，且在整个海上承台施工过程中应该进行重点控制。
找到了风险最大点之后，就可以进行针对性的风险应对。施工现场的主要措施包括，搭建完成的作业平台设置明显警示灯标识、主墩平台在近通航侧设置6组防撞墩，并及时对外发布施工通告；当施工船舶处于非施工时，应停泊在通航区域以外，并与平台留有安全距离，检查并锚固到位；当临时占用航道施工时，应向海事局申请临时封航。承台施工区域应设置统一的醒目标志和防护栏杆及足够的夜间施工照明设施，并做好封底混凝土浇筑工作。
这些措施本身的成本和技术难度都并不高，但是却对保障施工安全至关重要。问题的关键，就在于通过精密的分析和计算找到真正的风险关键点。
结语
2020年6月29日，随着4台焊接机器人同时将合龙口焊缝焊接完成，沪舟甬跨海通道舟岱跨海大桥主通航孔桥实现高精度合龙，舟山海面上，3座180米高的主塔成功“牵手”。上个月，北通航孔桥也顺利合龙，标志着舟岱大桥三座通航桥全部合龙。
预计2021年年底，舟岱大桥将会建成通车，不仅彻底结束岱山海上悬岛的时代，而且极大地加快杭州湾海域的海陆运输一体化进程，使上海、宁波、舟山形成最短的陆路交通，对完善地区综合交通网络、支撑国家产业布局规划、推进长三角一体化发展具有重要意义。
「了不起的中国制造」专栏，力邀行业权威、资深玩家，呈现他们眼中的中国创新之路。
打印本页 || 关闭窗口
0371-65528615 
0371-65528615