這些工程何以問鼎詹天佑獎？
2016-04-25
日前，在第十三屆中國土木工程詹天佑獎的獲獎名單中，武漢天興洲長江大橋正橋、舟山大陸連島工程西堠門大橋、滬蓉西高速公路四渡河特大橋、南京長江隧道、天津市濱海新區(qū)中央大道海河隧道等多項橋梁隧道工程榜上有名。這些工程在工程設(shè)計、節(jié)能環(huán)保、歷史文化保護(hù)、工程全壽命安全監(jiān)測等多個方面都具有較大創(chuàng)新。現(xiàn)介紹部分獲獎工程亮點，以饗讀者。
四渡河特大橋
滬蓉西高速公路四渡河特大橋
借用軍用技術(shù)填補業(yè)內(nèi)空白
火箭拋送大跨度懸索橋先導(dǎo)索
中交路建承建的滬蓉西高速公路四渡河特大橋全長1365米，主橋為單跨900米的雙鉸鋼桁架加勁梁懸索橋。橋址處于鄂西山區(qū)，大橋橫跨一個V形山谷，從塔頂至谷底高差達(dá)650米，被譽為“世界第一高橋”，這給大橋建設(shè)帶來了很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
尤其是先導(dǎo)索施工遭遇極大困難。傳統(tǒng)山區(qū)大跨徑懸索橋先導(dǎo)索施工只有人工拽拉和直升飛機架設(shè)兩種方法，但四渡河峽谷的谷底距離橋面高差為560米，兩岸均為懸崖峭壁，坡度在75—90度之間，加之峽谷風(fēng)勢難測，故兩種方法難于成行。四渡河特大橋在世界范圍內(nèi)首創(chuàng)了“大跨度懸索橋先導(dǎo)索火箭拋送技術(shù)”，創(chuàng)新性地將火箭技術(shù)引入懸索橋先導(dǎo)索施工，巧妙地將軍用技術(shù)和橋梁建設(shè)技術(shù)結(jié)合在一起，創(chuàng)建了懸索橋主纜先導(dǎo)索施工的新方法，成功填補了國內(nèi)外在峰高谷深復(fù)雜地形的山區(qū)大跨度懸索橋先導(dǎo)索施工的技術(shù)空白，技術(shù)安全經(jīng)濟(jì)可靠。
此外，四渡河特大橋在隧道式錨碇的設(shè)計施工及科研、索鞍運輸“3拖頭+1輔推”方案、可更換式錨碇預(yù)應(yīng)力與錨固系統(tǒng)、深谷地區(qū)懸索橋纜索吊系統(tǒng)施工技術(shù)等方面均取得了一系列創(chuàng)新成果，為后續(xù)修建山區(qū)大跨徑鋼桁梁地錨式懸索橋提供了寶貴的建設(shè)經(jīng)驗。
海河隧道
天津市中央大道海河隧道
解決高震區(qū)隧道施工難題
沉管施工深水注漿減小沉降
由天津濱海建投集團(tuán)投資、中鐵建十八局承建的國內(nèi)首座高震區(qū)沉管隧道——天津市中央大道海河隧道，全長4.2公里，暗埋段3.38公里。穿越海河地段采用沉管法施工，每節(jié)沉管寬36.6米、高9.65米、長85米、重3萬噸，3節(jié)沉管總長255米，采用軸線干塢預(yù)制。
海河隧道位于天津市8度地震區(qū)、濱海相軟弱地層，地質(zhì)全部為軟土地基，受地基和隧道寬度的影響，無法進(jìn)行盾構(gòu)施工，最終選擇沉管法施工。海河隧道是長江以北首座沉管隧道，多項施工技術(shù)尚屬空白。項目采用了深水注漿基礎(chǔ)施工工藝，基礎(chǔ)處理完成后累計沉降量僅為14毫米，遠(yuǎn)小于設(shè)計允許的100毫米沉降量。項目還采用了聚脲外包防水施工工藝、沖擊映像法進(jìn)行深水注漿基礎(chǔ)檢測、邊管廊水箱壓載進(jìn)行沉放對接、鋼筋混凝土作為干塢底起浮層等施工技術(shù)，僅用49天就完成3節(jié)沉管沉放，創(chuàng)造了國內(nèi)同類隧道最快施工速度。
天興洲公鐵兩用長江大橋
武漢天興洲公鐵兩用長江大橋
一種特殊結(jié)構(gòu)滿足多種需求
三索面三主桁斜拉橋公鐵兩用
由中鐵大橋院設(shè)計、中鐵大橋局建造的武漢天興洲公鐵兩用長江大橋，是世界上第一座按四線鐵路修建的雙塔三索面三主桁公鐵兩用斜拉橋，其正橋全長4657米。長江天興洲江段航運繁忙，要滿足船舶通行需求，大橋主跨必須超過500米，這使得天興洲大橋成為目前世界上跨度最大、承載最重的公鐵兩用斜拉橋。特別是高鐵列車運行對軌道形位要求極其嚴(yán)格，大橋必須提供強勁的整體剛度和斷面剛度，這些都給建設(shè)帶來巨大的挑戰(zhàn)。
武漢天興洲長江大橋在建設(shè)中首次采用三索面三主桁斜拉橋結(jié)構(gòu)，解決了橋梁跨度大、橋面寬、荷載重、列車速度快等帶來的技術(shù)難題，實現(xiàn)了將高速鐵路、國家干線鐵路、城市道路三種交通功能集中在一座大橋，節(jié)約了橋位資源，節(jié)省了工程投資，還減小了建橋?qū)Νh(huán)境的影響，對于我國近年大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)中尤其是在極為緊張的過江通道建設(shè)中面臨的節(jié)約土地、節(jié)約資源的重要課題提供了科學(xué)的解決辦法。目前，該結(jié)構(gòu)已廣泛用于安慶鐵路長江大橋、銅陵公鐵兩用長江大橋、南京大勝關(guān)長江大橋、鄭州黃河公鐵兩用橋等多項工程。
此外，武漢天興洲長江大橋還首次采用邊跨公路混凝土橋面板與主桁結(jié)合、中跨公路正交異性鋼橋面板與主桁結(jié)合共同受力的混合結(jié)構(gòu)，解決了超大跨度公鐵兩用橋中跨加載時的邊墩負(fù)反力問題，同時提高了橋梁結(jié)構(gòu)的豎向剛度以適應(yīng)高速列車運行；鋼桁梁安裝中，首次采用節(jié)段整體架設(shè)技術(shù)，實現(xiàn)了我國鋼桁梁架設(shè)從傳統(tǒng)的單根桿件安裝向工廠整體制造、工地大節(jié)段架設(shè)的轉(zhuǎn)變，減少了工地大量的焊接工作，提高了鋼梁的安裝效率；首次采用吊箱圍堰錨墩定位及圍堰隨長江水位變化帶載升降技術(shù)，實現(xiàn)了大型深水圍堰的精確定位，提高了圍堰的度汛能力；研制了KTY4000型全液壓動力頭鉆機、700噸架梁吊機，這些裝備的核心技術(shù)與國外先進(jìn)產(chǎn)品相比基本處于同一技術(shù)水平。
西堠門大橋
舟山大陸連島工程西堠門大橋
材料創(chuàng)新打破壟斷
特大跨徑懸索橋纜索實現(xiàn)國產(chǎn)化
舟山大陸連島工程通車已逾6年，其中中交公規(guī)院設(shè)計、四川路橋承建的西堠門大橋主跨徑1650米，是世界第二大懸索橋，鋼箱梁長度世界第一。
大橋的設(shè)計施工難度在于其所處環(huán)境是臺風(fēng)災(zāi)害高發(fā)區(qū)。項目首次在特大跨徑懸索橋中研發(fā)并實踐了新型分體式鋼箱梁，攻克了結(jié)構(gòu)抗風(fēng)穩(wěn)定性難題，發(fā)現(xiàn)了加勁梁抗風(fēng)新規(guī)律；首創(chuàng)了可變姿態(tài)的活動風(fēng)障，保障了橋面行車與結(jié)構(gòu)抗風(fēng)的安全性，每年減少西堠門大橋因風(fēng)關(guān)閉時間35天，顯著提高了經(jīng)濟(jì)和社會效益；揭示了分體式鋼箱梁縱橫向受力規(guī)律和傳力機理，系統(tǒng)研究了鋼橋面板疲勞機理和抗疲勞設(shè)計及維護(hù)方法，實現(xiàn)了鋼箱加勁梁技術(shù)創(chuàng)新，提高了經(jīng)濟(jì)效益；研發(fā)了多項海洋環(huán)境特大跨徑懸索橋架設(shè)新技術(shù)，揭示了分體式鋼箱梁施工階段抗風(fēng)穩(wěn)定性演化新規(guī)律，科學(xué)支撐了西堠門大橋的安全優(yōu)質(zhì)高效施工。
2006年8月1日，西堠門大橋更是在我國橋梁建設(shè)史上一舉寫下兩項紀(jì)錄：首次采用直升機牽引先導(dǎo)索過海；首次成功地在未封航條件下實施先導(dǎo)索過海，首創(chuàng)了放索系統(tǒng)與直升機分離模式。
西堠門大橋還實現(xiàn)了大跨度懸索橋1770兆帕級主纜索股的國產(chǎn)化，打破了國外產(chǎn)品的壟斷。從1670兆帕到1770兆帕，鋼絲強度提高5.9％，減少用鋼量1270噸。主纜直徑減小，減少索鞍與索夾等的用鋼量，減輕大橋恒載，減少錨碇、基礎(chǔ)與主塔的造價。全橋因采用國產(chǎn)1770兆帕主纜索股，節(jié)約資金超過5000萬元。
