12月26日，福州至平潭鐵路(以下簡(jiǎn)稱福平鐵路)將開通運(yùn)營(yíng)，中國(guó)首座跨海公鐵兩用橋、世界最長(zhǎng)跨海峽公鐵兩用大橋——平潭海峽公鐵大橋迎來全面通車。
福州至平潭鐵路。中鐵大橋局供圖
福平鐵路自福州站引出，向東南經(jīng)福州市長(zhǎng)樂區(qū)，以橋梁跨越海壇海峽至平潭島，線路全長(zhǎng)88公里，福州至平潭最快35分鐘可達(dá)。
福平鐵路路線示意圖。圖源自中國(guó)鐵路
平潭海峽公鐵大橋是福平鐵路關(guān)鍵性控制工程，是中國(guó)首座公鐵兩用跨海大橋。該橋起自福州市長(zhǎng)樂區(qū)松下鎮(zhèn)，經(jīng)人嶼島、長(zhǎng)嶼島、小練島、大練島，在蘇澳鎮(zhèn)連接平潭島，全長(zhǎng)16.34公里，其中跨海段超過11公里。
平潭距離臺(tái)灣本島僅68海里，福平鐵路遠(yuǎn)期規(guī)劃可延長(zhǎng)到臺(tái)灣，對(duì)促進(jìn)兩岸經(jīng)貿(mào)合作和文化交流等具有重要意義。這也意味著，大陸離臺(tái)灣本島最近的地方，通鐵路了。
大橋由中鐵大橋院設(shè)計(jì)、中鐵大橋局承建。大橋上層為雙向六車道高速公路，設(shè)計(jì)時(shí)速100公里，已于2020年10月1日通車試運(yùn)營(yíng)；下層為雙線鐵路，設(shè)計(jì)時(shí)速200公里，將與福平鐵路同步開通運(yùn)營(yíng)。
福州至平潭鐵路。中鐵大橋局供圖
風(fēng)！風(fēng)！風(fēng)！
該大橋所處位置為與百慕大、好望角齊名的世界三大風(fēng)口海域之一，風(fēng)大浪高水深涌急，海底地質(zhì)條件復(fù)雜，有效作業(yè)時(shí)間少，工程建設(shè)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和施工風(fēng)險(xiǎn)都遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)已建或在建的其他跨海灣橋梁。
而如今，行駛在大橋之上，可以看到無論是公路面還是鐵路面兩側(cè)，都安裝有高高的風(fēng)屏障。
福平鐵路平潭海峽公鐵大橋航拍。胡鵬 攝
“這些風(fēng)屏障是保障汽車火車安全行駛的重要工程。”中鐵大橋局平潭海峽公鐵大橋項(xiàng)目常務(wù)副經(jīng)理肖世波介紹，大橋所在地是世界三大風(fēng)口之一，在非臺(tái)風(fēng)情況下，陣風(fēng)都有可能達(dá)到10級(jí)或以上。風(fēng)屏障能有效削減風(fēng)力，6級(jí)風(fēng)通過它，在橋面上一般就只有3級(jí)風(fēng)的強(qiáng)度了。
中鐵大橋局福平鐵路三標(biāo)三分部項(xiàng)目部副經(jīng)理龐孝均曾參與建設(shè)京九鐵路孫口黃河大橋、蘇通長(zhǎng)江大橋、蕪湖長(zhǎng)江大橋、南京四橋等重大項(xiàng)目。他坦言，“但像平潭這里風(fēng)大、浪高、水深、流急、巖硬等惡劣環(huán)境同時(shí)存在的，從未見過”。
圖為鳥瞰平潭海峽公鐵兩用大橋。中新社記者 王東明 攝
他回憶，2015年1月，平潭橋主墩S03號(hào)墩鉆孔平臺(tái)施工期間正是海峽天氣最冷的時(shí)候，月平均風(fēng)速在8級(jí)以上，浪高達(dá)5米，鉆孔平臺(tái)鋼管樁插打施工難度大，有時(shí)剛打好的鋼管樁，第二天早上一看，都被沖歪了。
46歲的江西人錢林林是建設(shè)大橋的先頭部隊(duì)，從小在農(nóng)村長(zhǎng)大，一輩子跑工地，對(duì)他來說，荒島求生都不算事，眼鏡蛇、老鼠出沒也見怪不怪，最無法忍受的還是這里的大風(fēng)天氣。170多斤的“噸位”，卻經(jīng)常在狂風(fēng)中站不穩(wěn)。
2013年11月16日，中鐵大橋局福平鐵路三標(biāo)三分部項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)铧h國(guó)帶著第一批15人坐著小漁船從松下渡口出發(fā)上到平潭小練島。
他清楚地記得：“那時(shí)候11月份，這邊又是季風(fēng)期，海面上刮的都是十級(jí)左右大風(fēng)，我們第一次上島來的時(shí)候租的當(dāng)?shù)匦O船，帶著行李鋪蓋吃的用品，結(jié)果第一天還是季風(fēng)期，海浪打上去之后，整個(gè)被子濕了，食材包括一些餐具上面也都海水打進(jìn)去。”
不僅是季風(fēng)，這里每年都要經(jīng)歷至少5個(gè)臺(tái)風(fēng)。上島后的第一次臺(tái)風(fēng)，一夜之間把楊黨國(guó)他們花了三四天才搭好的集裝箱平移了30米，生活必需品都被刮進(jìn)大海。
楊黨國(guó)說，“我們那時(shí)候?qū)ε_(tái)風(fēng)缺乏認(rèn)識(shí)，停水停電，生活儲(chǔ)備也不足。那個(gè)時(shí)候就是忍饑挨餓又受凍。大家躲在學(xué)校里面，那么大的風(fēng)又不敢出去。”
資料圖：4月29日，航拍正在建設(shè)中的福建平潭海峽公鐵兩用大橋。中新社記者 王東明 攝
平潭海峽公鐵大橋橋址所在處具有風(fēng)大、浪高、水深、流急等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這里每年6級(jí)以上大風(fēng)超過300天，7級(jí)以上大風(fēng)超過200天。
除此之外，平均每年臺(tái)風(fēng)正面登陸3到4次，最大浪高約9.69米。再加上此處潮差最大達(dá)7米，水流流速快，尤其是波流力的影響，是常規(guī)長(zhǎng)江等內(nèi)河橋梁的10倍以上，對(duì)水中結(jié)構(gòu)沖擊極大。
“建橋禁區(qū)”中創(chuàng)造奇跡
“惡劣的氣候條件和復(fù)雜的水文地質(zhì)條件讓這里一度被稱為‘建橋禁區(qū)’。”中鐵大橋局平潭海峽公鐵大橋項(xiàng)目總工王東輝回憶，在剛開始施工階段，他們就遇到了一個(gè)大難題——第一根鋼管樁樁頭打進(jìn)堅(jiān)硬的巖床1米深左右時(shí)，就被擠壓致嚴(yán)重變形。
原來，千萬年來的海峽大風(fēng)帶動(dòng)海涌淘走了海底的松散巖層，留下硬度堪比鋼鐵的光板巖，再加上潛伏著的堅(jiān)硬孤石，復(fù)雜的巖層狀況讓大橋基礎(chǔ)無處安放。
資料圖：圖為車輛行駛在大橋公路上?！⊥鯑|明 攝
中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司堅(jiān)持自主創(chuàng)新，發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研用合力，取得一系列創(chuàng)新成果，為大橋工程安全、優(yōu)質(zhì)、高效建設(shè)提供了重要技術(shù)支撐。包括：
自主研制大型液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)，可一次成孔5米直徑鉆孔樁，成功施作世界上樁徑最大的橋梁工程樁；
自主研制吊高110米、吊重3600噸的巨型浮吊船，提出了簡(jiǎn)支鋼桁梁全工廠化整孔全焊制造工藝，實(shí)現(xiàn)鋼桁梁海上浮吊整孔架設(shè)；
研究建立橋址處小范圍風(fēng)、浪、流監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)系統(tǒng)，制定橋梁施工作業(yè)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，保障復(fù)雜海洋氣象條件下安全有序作業(yè)……
王東輝告訴中新社記者，工程師們除了自主研發(fā)世界最先進(jìn)的KTY5000型液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)，讓近5米的鉆孔樁得以完成，堪稱“定海神針”。
還研發(fā)出象“小板凳”一樣的鋼管樁，用混凝土“黏”在海底的巖石上，再把“小板凳”外擴(kuò)為七人足球場(chǎng)那么大的施工平臺(tái)，足夠600余名工作人員同時(shí)在平臺(tái)上作業(yè)生活。
資料圖：9月25日，隨著重達(dá)473噸的鋼桁梁完成精準(zhǔn)聯(lián)結(jié)，平潭海峽公鐵兩用大橋鼓嶼門航道橋成功合龍，標(biāo)志著世界最長(zhǎng)、中國(guó)第一座跨海峽公鐵兩用大橋貫通。中新社記者張斌 攝
大國(guó)重器助力填補(bǔ)技術(shù)空白
“施工現(xiàn)場(chǎng)的大風(fēng)天氣十分頻繁，按照國(guó)家規(guī)范要求，6級(jí)風(fēng)以上就要停止吊裝等作業(yè)。再加上每次臺(tái)風(fēng)來臨前后幾天都無法正常施工，我們的有效作業(yè)時(shí)間實(shí)際上十分寶貴。”王東輝介紹。
為克服惡劣自然環(huán)境，充分利用大風(fēng)環(huán)境中的施工“窗口期”，在架梁階段，大橋施工先在工廠整體制造總拼鋼桁梁，然后裝船從江蘇如皋歷經(jīng)約1000公里海上運(yùn)輸至橋位處，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行海上浮吊整孔架設(shè)。
海上浮吊整孔架設(shè)難度有多高？可以用這些數(shù)據(jù)想象一下：
大橋最重的鋼桁梁長(zhǎng)96.25米，寬36.8米，相當(dāng)于8個(gè)籃球場(chǎng)；
高15.35米，相當(dāng)于5層樓；設(shè)計(jì)重量達(dá)3150噸，加上吊具起吊重量近3400噸，相當(dāng)于2260輛小汽車的重量。
該大橋所處位置為與百慕大、好望角齊名的世界三大風(fēng)口海域之一，風(fēng)大浪高水深涌急，海底地質(zhì)條件復(fù)雜，有效作業(yè)時(shí)間少，工程建設(shè)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和施工風(fēng)險(xiǎn)十分巨大。中鐵大橋局供圖
為降低海上施工安全風(fēng)險(xiǎn)，中鐵大橋局歷時(shí)3年、耗資數(shù)億打造了“大橋海鷗號(hào)”自航雙臂架變幅式起重船，其起重能力達(dá)3600噸，主鉤起升高度達(dá)110米——相當(dāng)于39層樓高。這是國(guó)內(nèi)起重量最大、起升高度最高的雙臂架起重船，堪稱海上橋梁施工的“巨無霸”和“超級(jí)大力士”。
“大橋海鷗號(hào)”自航雙臂架變幅式起重船。中鐵大橋局供圖
為了搶抓大風(fēng)天氣中的“天窗點(diǎn)”，中鐵大橋局結(jié)合國(guó)家和地方的預(yù)報(bào)，自主研發(fā)了一套環(huán)境綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)橋址海域的天氣和海況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
中鐵大橋局平潭海峽公鐵大橋項(xiàng)目副總工劉科向中新社記者介紹，平潭海峽公鐵大橋所在地氣候條件復(fù)雜，大風(fēng)大浪天氣頻繁，適合施工的‘天窗點(diǎn)’轉(zhuǎn)瞬即逝，需要我們提前預(yù)測(cè)科學(xué)把握。但國(guó)家和地方的天氣和海洋預(yù)報(bào)覆蓋范圍十分寬泛，很難精確到橋址，經(jīng)常出現(xiàn)長(zhǎng)樂岸下著瓢潑大雨，平潭岸卻只是陰天的情況，這就給我們現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)度帶來了很大的麻煩。”
中鐵大橋局根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)需求，在橋梁沿線布置了5臺(tái)風(fēng)速儀、2臺(tái)波浪儀、1臺(tái)海流計(jì)，對(duì)橋址處風(fēng)環(huán)境、波浪要素、海流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)利用云計(jì)算中心制作展示網(wǎng)頁，實(shí)時(shí)發(fā)布各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
資料圖：進(jìn)入掃尾階段的平潭海峽公鐵兩用大橋公路段，已具備通車條件。中新社記者 張斌 攝
平潭海峽公鐵兩用大橋全長(zhǎng)16.34公里，起于福建省長(zhǎng)樂市松下鎮(zhèn)。中新社記者張斌 攝
“在這之前，國(guó)內(nèi)對(duì)復(fù)雜海域跨海大橋的風(fēng)、浪、流監(jiān)測(cè)及大尺度結(jié)構(gòu)波浪力的原位測(cè)試幾乎是空白，少有經(jīng)驗(yàn)可借鑒。”劉科介紹，“在這7年里，我們通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、數(shù)值模擬等辦法，積累了大量數(shù)據(jù)。風(fēng)、浪預(yù)測(cè)方法還可以應(yīng)用于受局部場(chǎng)地影響明顯的橋梁施工區(qū)域，例如山區(qū)峽谷地帶風(fēng)速預(yù)報(bào)。”
平潭海峽公鐵大橋堪稱中國(guó)橋梁建造史的里程碑。這一道海上飛虹值得我們驕傲，這一群大國(guó)工匠的剪影值得我們銘記！
“7年付出，在這一刻我覺得全都值了。”中鐵大橋局副總經(jīng)理張紅心看著大橋，禁不住感慨。
平潭海峽公鐵兩用大橋舉行合龍貫通儀式。張斌 攝
平潭海峽公鐵兩用大橋背后的大國(guó)工匠們。中鐵大橋局提供視頻截圖
走，讓我們搭乘開往平潭的動(dòng)車，穿越平潭海峽公鐵大橋，開進(jìn)中國(guó)的2021。
?。?span>來源：中新社微信公眾號(hào) 文字：龍敏、林春茵 圖片：王東明、張斌未署名圖片感謝中國(guó)鐵路南昌局集團(tuán)有限公司、中鐵大橋局提供）
