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中企承建的海外最大单体桥梁超级工程——孟加拉国帕德玛大桥交工在即
发布时间:[ 2019-03-13 10:10 ] 文章来源:< 综合 > 浏览量: 10164

    由中铁大桥集团有限公司(以下简称中铁大桥局)承建的孟加拉国帕德玛大桥项目于2019年2月20日完成主桥第七跨钢梁的架设工作,至此帕德玛大桥的第一公里桥身呈现在世人面前。这标志着由中国企业承建的海外最大单体桥梁超级工程——帕德玛大桥即将建成通车。帕德玛大桥的建成将结束孟加拉国南部21个区与首都达卡之间的居民摆渡往来的历史。帕德玛大桥将是连接中国及“泛亚铁路”的重要通道之一。
    帕德玛大桥位于孟加拉国横跨帕德玛河流之上,距离首都达卡约40公里,是一座公、铁两用双层钢桁梁大桥,上层为双向四车道公路、下层为单线铁路;是中国企业在海外承接的最大单体桥梁工程;是连接中国与东南亚“泛亚铁路”重要通道之一,对深化中国与南亚及周边国家合作具有重要作用。帕德玛河一直以来是孟加拉国南北物流通道上的天然障碍,且河面很宽,水流量大,河床泥沙地质松软、桥桩附着力较差,给建桥工作带来了巨大的困难。孟加拉国上世纪60年代起就规划在该河上架桥。但受该国资金和技术条件的制约,民众往来两岸需要靠船摆渡,安全事故频发。作为大桥承建方的中铁大桥局,运用独创技术,克服困难,使得这座“梦想之桥”变成现实。大桥预计将于近期建成通车。建成后的大桥,将使孟加拉国南部21个区与首都达卡之间居民告别仅靠舟楫摆渡往来的生活,也将加强首都和其他地区间的经济联系,提高运输效率,同时促进区域文化的发展与融合。
    帕德玛大桥主桥长6.15公里,宽18.10米,引道长12.117公里,为双层公铁两用钢桁梁大桥,上层为双向四车道公路、下层为单线铁路,上部结构由41孔跨度为150米的钢桁梁组成,单孔重约3200吨左右,全桥总重约13万吨。大桥周边同时设有收费站及服务区。
    帕德玛大桥作为孟加拉国规模最大的在建工程该项目总投资约44亿美元(约合人民币292亿元)资金全部来自孟加拉国自有资金。主体工程包括全长6.15公里的帕德玛大桥主桥建设工程和全长13公里的河道整治工程。两项工程分别由中国中铁大桥局和中国电建集团承建并分别创下了中国企业承建的最大海外桥梁工程和世界最大河道整治项目两项纪录。
    2015年12月12日,由中铁大桥局承建、中铁大桥院承担施工详图设计和勘测的大桥项目主体开工。项目计划工期为4年,预计将于近期全部建成通车。
   
一、匠心独运,采用先进的施工方法
    孟加拉国位于喜马拉雅山以南,地处恒河三角洲地区,地势低平,这里的河流几乎没有固定的航道,且河网密集;加之当地气候湿热多雨,每到雨季极易洪水肆虐,一旦洪水来临,建筑就会发生不均匀的沉降。对于大桥来说发生不均匀的沉降,将导致其发生变形、断裂甚至垮塌。
    为了保障大桥的稳固,工程师们设计了特殊的“钢管桩桩端预压施工方法”。先打一根120多米长的钢管桩进入土体中,确保有足够的摩擦力来固定桩基;在桩的底部,还设置了一个土塞。再将水泥浆注入土塞内,使之与土塞混合渗透形成强度。这样,土塞、混凝土与钢管桩之间可以形成封闭结构,相当于人为制造了一个可以承担一定桩端压力的微型承台,以此来提高桩的稳定性。据悉,每根钢管桩重达550吨,由39节钢板卷筒焊接而成。整座大桥一共要打下240根这样的钢桩,并在上面建立40个桥墩。
    技术人员使用专业软件对打桩施工进行模拟计算,并专门定制了世界上最大、造价接近1亿元的液压锤。在它们的加持下,钢管桩与土体的结合极为密实。这样在雨季来临时,帕德玛河的水漫上来冲刷大桥的基础,这些钢桩则像定海神针一般插在河道里挡住洪水。
    由于大桥的设计模式跟中国国内不同,同时世界级监理单位(包括来自美国、荷兰、法国、韩国等国家)的要求也更加严苛,中方在与其磨合的过程中,不仅实现了自身技术、沟通等能力的提高,而且中国道桥建设的水准也获得了业内的认可并将中国标准采纳到新的基础设施建设国际标准中。
   
二、攻坚克难,解决混凝土质量差的问题
    孟加拉国全境几乎都是河流冲刷淤积形成的平原,土质松软,淤泥粉砂遍布。另外,该国工业落后,缺少燃煤电厂与炼铁厂,因此在一般混凝土中常用的粉煤灰和矿渣也无从获得。这就导致混凝土的流动性、抗裂能力以及后期强度都会受到影响。
    为了解决这一难题,工程人员建议使用一种低收缩、高保坍的聚羧酸减水剂来生产高强度混凝土。而减水剂向来是混凝土生产的“核心技术”,为此中国公司特地供应了PCA-1型聚羧酸高性能减水剂,结合超大分子增稠剂共同使用,既提高了混凝土的工作性,又保证了其性能的稳定,且减水剂的用量只有混凝土全部重量的千分之一,在孟加拉国落后的交通条件下,运输成本可以忽略不计,这样一举解决了孟加拉国混凝土质量差的问题。
   
三、勇于创新,打造目前世界上最深的桥梁钢管斜桩
    帕德玛大桥的引桥共计365根桩基(不含试验桩),全部处于深不可见的粉砂底层,130米深的河床下仍然为细粉砂地质,不仅承受力低,而且极其不稳定,并且桩基施工工艺与国内桩基施工有很大差异,增加了桩底压浆、钢筋笼(主筋φ40毫米螺纹钢、箍筋中φ16毫米螺纹钢)用U形卡固定、开孔至灌注混凝土要在81小时内完成,其中桩底压浆施工技术最为复杂,需要对时间的把握度要求十分准确。如果时间未计算好,包裹在注浆孔上的透明胶不容易被劈裂将直接导致桩底注浆无法完成,最终无法满足桩基承载力要求。目前引桥桩基共完成196根。
    帕德玛大桥水中墩都采用钢管桩桩基础,每墩6根φ3.0米的钢斜桩,斜度为1:6,壁厚φ60毫米,最大桩长约117米,桩端承载力为8370吨,主要通过插打的方法进行施工。由于钢管桩入土深度达105米以上,且持力层均为非常密室的砂层,部分桩位有一层含有大量砾石的土层,在这种条件下,需要用打桩锤至少击打2万次,据了解,这是目前世界上最深的桥梁钢管斜桩。
   
四、精益求精,钢梁焊接技术完全满足测量需求
    帕德玛大桥主桥采用的是跨距150米的全焊接钢梁技术,也就是主桥全桥钢梁没有一个螺栓连接。可以说这对螺栓拼接钢梁技术的要求十分严格,对施工精度要求很高,仅允许桥墩跨距偏差10毫米。而如果采用既有坐标放样,钢梁的偏差会达到84毫米,远远大于允许的偏差。
    因此,建设方必须建立起变形满足要求的桥梁施工独立坐标系来消除投影变形。通过利用GPS的观测结果和点位高程计算控制点之间的平距,经过一系列的修正计算和标定测量,大桥的测量坐标系误差最终被缩减到了50万分之一以下,完全满足测量需求。
    为保障此类长大桥梁的建造,中铁大桥局还提出了“现场作业工厂化、高空作业平地化、水上作业陆地化、零散作业整体化”的思路,并先后研发打造了“小天鹅号”“天一号”“大桥海鸥号”等建桥利器,使得桥梁装配施工得以顺利实施。
    当“天一号”浮吊船成功将长150米、宽120米、高12.75米,重达3040吨的首节钢桁梁成功放置到桥墩,标志着此次钢梁的成功架设,创造了世界上首孔全焊接整孔大吨位钢桁梁运架的奇迹。
   
五、与时俱进,大桥建设不断采用新技术
    据大桥技术人员介绍,帕德玛大桥桥面板施工主要采用的先进的胶接施工工艺,将在梁厂预制的单块桥面板运输到完成施工的钢梁上,然后在每两块单块桥面板的中间加注环氧树脂,之后通过钢绞线 对桥面板施加压力,使得板与板胶接在一起,如同夹心饼干,通过循环作业将相当多数量的单个桥面板连成一个整体,最终形成900米联合体,多个联合体组成大桥桥面体系。
    由于孟加拉国大部分地区属亚热带季风型气候,湿热多雨。全年年平均气温为26.5℃。夏季最高温度达45℃,雨季平均温度30℃。而帕德玛大桥以钢结构为主体,孟加拉国恶劣的环境会给钢结构造成很严重的腐蚀,影响大桥质量。在孟加拉国,雨季地面基本上一直处于湿润状态,这使得地表附近的空气中含有大量水蒸气。在油漆涂层固化的过程中,大量的水蒸气会对漆膜产生不良影响,令漆膜起皮、变色最后剥落。孟加拉地面沙粒非常细小,在飓风到来时,大风会扬起大量沙尘落在漆膜表面,影响涂装质量。
    为了保障涂装质量,施工现场设置特制的涂装车间,对室内及周边地表做好硬化,有效隔绝水和沙尘。在正午的阳光直射下,钢板温度会达到50℃以上,在漆膜达到钢板表面之前油漆就会变干,形成干喷。油漆不成膜,起不到保护钢结构的作用。经过长期的经验积累,工程师们总结出了最适应孟加拉国实际环境的油漆配方与喷漆工艺,并将最适宜的喷漆时间选定为上午。这样既避开高温,又可以保证在晚间油漆表面基本凝固,不会有露水侵入钢材表面造成腐蚀。
   
六、综合施策,关注河道整治及疏浚工作
    为了保证大桥的稳固,中国电建以约11亿美元价格(约68.50亿元)中标全球最大河道帕德玛大桥河道整治项目。中国电建集团旗下的中国水电港航公司日前击败美日韩及欧洲众多专业疏浚公司,成功中标世界规模最大的孟加拉国帕德玛大桥河道整治工程。帕德玛大桥河道整治工程施工区域分布在帕德玛大桥主桥的南北两岸,北岸约1.5公里长,南岸约11.5公里长,包括陆上土方工程,疏浚吹填工程,土工袋、块石、预制块抛填护岸工程,预制块砌筑护坡工程等。河道整治工程与主桥项目在平面上呈“工”字形布置,作用是保护岸堤和大桥免受侵蚀,施工内容主要包括河道疏浚和河岸防护,工程疏浚量近1亿立方米,河岸防护段长13公里,工期4年。
    帕德玛大桥建成后将是孟加拉国内最大的桥梁及当地第一座跨越帕德玛河的永久桥梁。当地政府称,该桥将拉动国内经济增长1.2%。同时,大桥的建成,将使孟加拉国南部21个区与首都达卡之间居民告别仅靠摆渡往来的生活,也将打通孟国南北铁路网。孟加拉国交通网实现南北陆路贯通后,不仅给本国的经济带来飞速发展,还将大大提升中国经缅甸至孟加拉国的地面运输能力,印度与孟加拉国的经贸往来也会更加紧密,孟中印缅经济走廊建设也将进入实质推动阶段。(白林)