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圖為起吊能力2500噸的“小天鵝”號正在架設70米箱梁。
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長76米，配有640個輪子的運梁機，是架設50米箱梁的必需設備。
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預制箱梁的一道重要工序———扎鋼筋
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杭州灣跨海大橋開工兩年多來，大橋指揮部共組織科研專題116項，上報科技創(chuàng)新成果250項。其中國家級、世界級的創(chuàng)新項目就有9項。這些技術創(chuàng)新，不但直接為工程節(jié)約了10億元建設資金，確保了工程順利推進，而且為中國造橋業(yè)奉獻了一筆彌足珍貴的財富。
杭州灣跨海大橋的自主創(chuàng)新，出發(fā)點都是為了解決設計和施工中碰到的實際困難。也正因為如此，這些創(chuàng)新項目具有很強的可借鑒性。事實上，目前有許多成果已經(jīng)為國內(nèi)建造其他橋梁所應用。
杭州灣跨海大橋在設計上的創(chuàng)新，首先在于提出了一個全新的理念。根據(jù)實際施工環(huán)境，指揮部采用工廠化、大型化、機械化的原則，提出“變海上施工為陸上施工”，為橋梁建造業(yè)提供了一個全新的模式。
材料上的創(chuàng)新，為我國建造更多的百年大橋提供了物質(zhì)基礎。海洋環(huán)境下混凝土結構耐久性研究、大直徑鋼管樁制造和防腐技術等項目，在廣泛吸納國內(nèi)外先進技術的基礎上，形成了擁有自主知識產(chǎn)權的集成創(chuàng)新，解決了跨海橋梁混凝土結構、鋼鐵結構的防腐難題，并被舟山連島工程以及一些即將開工建設的特大型跨海大橋所采用。
施工工藝上的技術創(chuàng)新，不但保證了杭州灣大橋工程的順利進行，更促進了我國造橋工業(yè)實現(xiàn)突破性的飛躍。50米箱梁的梁上運輸架設，把這項工藝的世界紀錄，從900噸一下提高到了1400噸。而運架50米箱梁的五大設備、架設70米箱梁的2500噸雙體自航中心起吊運架船和3000噸單體運架船，及錘打88米鋼管樁的打樁船等，為我國今后架設大型橋梁提供了設備保證。
世界第一架
———灘涂區(qū)大噸位箱梁預制、運輸、架設、施工技術
杭州灣南岸架橋區(qū)有10公里長的灘涂區(qū)。這片灘涂區(qū)，車不能開，船不能行。要在這里架設箱梁，無法采用常規(guī)的作業(yè)方法，如果現(xiàn)澆施工，工程的質(zhì)量、安全、工期都難以保證。最后決定采取梁上運梁架梁的工藝。整個工程需要這種工藝施工的，共有404片箱梁，架設長度10.1公里，作業(yè)難度十分大。
把箱梁從預制場運到提梁站下是一個難題；把50米箱梁提到橋面上，又是一個難題；從橋面一端運到架設點更是一個難題。
最難的是，目前世界上采用梁上運梁架梁的最高紀錄是900噸，而杭州灣跨海大橋灘涂區(qū)的50米箱梁，重達1430噸，堪稱“世界第一架”。
攬下這批“瓷器活”，首先要有“金剛鉆”。承建單位中鐵二局集成了德國的汽車技術、意大利的控制技術，投入1.8億元資金，自行研發(fā)了運梁機、提梁機、架梁機等五大設備。這些設備為杭州灣跨海大橋量身定做，每一項設備都擔負著特殊的任務。以運梁機為例，它的任務是將已提到橋面上的箱梁運到架設點，供架梁機架設。但箱梁的重量有1430噸，加上機械本身的重量，橋面大約要承受2000噸的壓力。大橋的設計無論如何達不到這一要求，只能從運梁機本身上動腦筋了。研制人員將運梁機設計成76米長，配有640個輪子。這樣，運梁機能始終保持在四片箱梁上行走。同時還配上液壓系統(tǒng)和載荷均衡系統(tǒng)，自動調(diào)整輪組壓強，使640個輪子平均受力。經(jīng)測算，每平方厘米的壓力僅10公斤，順利解決了這個難題。這個項目的創(chuàng)新還為工程節(jié)約了2.5億元資金。
九大創(chuàng)新一覽
杭州灣跨海大橋總體設計
杭州灣跨海大橋總體設計最顯著的創(chuàng)新點，在于提出“施工決定設計”的原則，并在造橋界中首次提出“工廠化、大型化、機械化”的設計、施工原則，這種新的理念，為我國特大型跨海橋梁建設提供了借鑒。
大直徑超長鋼管樁設計、制造、防腐、施工成套技術
大橋選用的鋼管樁，為國內(nèi)最大長度。超長整樁預制、內(nèi)外螺旋焊接、三層熔結環(huán)氧粉末涂裝三大技術綜合運用，提升我國橋梁鋼管樁的制作水平。
70米箱梁預制、運輸、架設技術
大體積混凝土制件一次灌注，大大提高了效率，確保了梁體施工質(zhì)量。橫移、縱移技術被評為國家實用新型專用技術。2200噸箱梁架設創(chuàng)亞洲紀錄。
灘涂區(qū)大噸位箱梁預制、運輸、架設、施工技術
將世界梁上運輸、架設箱梁的最高紀錄，從900噸提高到1400噸，為同類地形地貌的橋梁建設開了先河，是對世界建橋業(yè)的一大貢獻。
混凝土結構防腐蝕設計
通過增加混凝土的密實性，使氯離子難以侵入混凝土結構，以達到保證混凝土制件使用壽命的目的。這項技術的研究成功，還為我國發(fā)展海洋環(huán)境下混凝土結構耐腐蝕研究，提供了具有實際意義的借鑒。
全天候運行測量控制技術
建立大橋連續(xù)運行的GPS參考站系統(tǒng)，解決工程測量坐標系的建立和坐標轉(zhuǎn)換的問題，用GPS水準和連續(xù)多跨跨海三角高程測量解決海上高程控制的難題。其中有些技術達到國際先進的水平。
河工模型與橋墩局部沖刷研究
通過這項研究，得出建橋?qū)δ媳焙降篮驼指蹧_淤變化不大；對錢塘江大潮的變化僅為0-2厘米。課題成果總體上達到國際先進水平。
災害天氣對大橋行車安全的影響和對策研究
這項研究分別針對風、雨、霧和路面結冰等具體情況展開，以提高大風天氣車輛通行安全等級為目標。最終得出結論：風障與護欄結合設置方案可有效提高大風天氣下大橋的通行安全等級。該課題國內(nèi)是首次嘗試，在國際上也屬研究的前沿和熱點。
跨海大橋信息化管理技術
對整體橋梁部位進行結構分解，形成2萬多個結構構件，提供了一個完整的數(shù)據(jù)結構化檢索方式，為大橋乃至大型工程管理提供了有效的輔助手段。
創(chuàng)造亞洲“抓舉”紀錄
———70米箱梁預制、運輸、架設技術
杭州灣跨海大橋70米混凝土箱梁號稱“中華梁王”，長70米，寬16米，高4米，單片梁重2200噸。大橋工程需用540片，鋪設長度18.27公里，占大橋全長的一半。
大體積混凝土制件傳統(tǒng)的施工方法是分段分次灌注，但勞動效率相對低下，而且接口處混凝土質(zhì)量難以控制。大橋所用的70米箱梁，全部采用一次灌注方法，大大提高了效率，并確保了梁體施工質(zhì)量，另外，還節(jié)省了1億元資金。
制成的梁要從預制場運到運梁碼頭，沒有先進的設備，這種“巨無霸”要移動一寸都是不可思議的事。承擔這項工程的中鐵大橋局，制造了二臺滑動橫移臺車，還配置了能保證箱梁四點均衡受力的千斤頂，確保梁體在運輸時不會受扭破壞。縱移采用可自動行走的液壓懸掛輪軌式運梁臺車，運用液壓懸掛原理，解決了支點高差控制、輪壓均勻分配、防扭曲、同步驅(qū)動等難題。這項技術獲得了國家實用新型專用技術。
把“中華梁王”架到橋墩上去，這是真功夫，必須要有“大力士”級的設備。中鐵大橋局集團先后斥資2.6億元，自行研制了兩條船，一條是起吊能力為2500噸的“小天鵝號”雙體自航中心起吊運架船；另一條是起吊能力3000噸的“天一號”單體自航中心起吊運架船。其中“天一號”居亞洲同類吊船第一位，“小天鵝號”還獲得了國家科技進步二等獎。這兩條重量級的專用船，都能輕而易舉地吊起2200噸的70米箱梁，提升了中國造橋業(yè)的整體水平。
打造“定海神針”
———大直徑超長鋼管樁設計、制造、防腐、施工成套技術
杭州灣大橋鋼管樁總量5474根，總用鋼量37萬噸。鋼管樁的質(zhì)量、造價，對整個大橋工程至關重要。
大橋選用的鋼管樁，樁徑1.5米到1.6米，樁長71米到88米。此前國內(nèi)工程應用最大長度不超過80米，并且都是先制成一段一段，再到海上現(xiàn)場接樁。但是，根據(jù)杭州灣海域特定的作業(yè)環(huán)境，不可能在海上現(xiàn)場接樁。也就是說，必須在陸上一次成型完成整體加工。
1.6米的直徑，比吃飯的大餐桌還大。88米的長度，豎起來幾乎有三十層樓高。要制作這么一個龐然大物，談何容易。科技人員無數(shù)次研究、試驗后，采用整樁螺旋焊卷制作技術，解決了這一難題。這種螺旋焊卷工藝，形象地說，就像軍人打裹腿一樣，一圈一圈往上卷。
鋼管樁要深入海底，防腐技術又是一大關鍵。對此，外國人的做法很簡單：加厚管壁。據(jù)測算，鋼管樁在海水中每年腐蝕0.2毫米，那么，按百年大橋的要求，管壁就要加厚20毫米。參與研制的工程技術人員認為，不能簡單地以增加成本為前提來解決技術難題，要通過創(chuàng)新，用最低的成本，來全面保證質(zhì)量。經(jīng)過無數(shù)次的研究、實踐，最后采用三層熔結環(huán)氧粉末涂裝防腐，這一創(chuàng)新，直接節(jié)約資金4.5億元。
大直徑超長鋼管樁設計、制造、防腐、施工成套技術在我國橋梁建造史上尚無先例，其中多項技術獲得了國家專利。這一技術的成功，將對中國跨海大橋的設計和施工產(chǎn)生深遠的影響。
煉就金剛不壞身
———混凝土結構防腐蝕設計
杭州灣大橋一共要用多少混凝土？說出來令人大吃一驚：整個工程混凝土用量約245萬立方米。也就是說，如果把它堆成高、寬都是1米的正方形，那么它的長度可以從寧波鋪到昆明。
既然用量這么大，它在整個工程中的重要性也就顯而易見了。換句話說，混凝土的質(zhì)量，也就是大橋的質(zhì)量。
在杭州灣地區(qū)，影響混凝土結構耐久性的主導因素，是氯離子的侵蝕。由于海水和大氣鹽霧中的氯離子從混凝土孔隙中侵入，鋼筋開始銹蝕，鋼筋嚴重銹蝕并發(fā)生膨脹，使混凝土保護層大面積開裂，導致結構失效。水位變化區(qū)和浪濺區(qū)，腐蝕最為嚴重。離大橋工程不遠的一座碼頭，使用僅11年，混凝土結構就因氯離子侵蝕導致保護層剝落。
大橋工程技術人員查閱大量資料，參考相關技術，經(jīng)過反復研究試驗后，最后確定采用增加混凝土的密實性的方案，使氯離子難以侵入混凝土結構。具體的方法就是在一般混凝土材料中，摻入大量的粉煤灰和磨細礦渣粉，制成具有高密實性的海工混凝土。測試結果表明，這種材料的抗氯離子性能，比一般混凝土提高了三到四倍。
這項技術的研究成功，不但保證了大橋100年設計使用年限的要求，而且為我國發(fā)展海洋環(huán)境下混凝土結構耐腐蝕研究，提供了具有實際意義的借鑒。
專版評論之三
“倒逼”是個好辦法
易其洋
從缺這缺那、備受質(zhì)疑，到開工兩年多來，光是國家級、世界級的創(chuàng)新項目就有9項，讓世人為之矚目。杭州灣跨海大橋的自主創(chuàng)新，真可謂“無中生有”。
無中怎么生有？大橋建設者們發(fā)明了“倒逼”這個好辦法———這其實也是一種理念創(chuàng)新。那就是，施工中碰到了難題，先一個一個擺出來，逼著自己想辦法，順著問題求突破，變被動為主動，化劣勢為優(yōu)勢。比如，50米箱梁的架設，可供選擇的方法很多，但一個個論證下來，有的可行性太差，有的花費巨大，被逼無奈，只有創(chuàng)新。再比如，海上風大水深，無法施工，那就想方設法“變海上施工為陸上施工”，硬是創(chuàng)出了一種全新的思維模式———設計無法指導施工，就讓施工來指導設計。理念一變，許多世界性技術難題迎刃而解，不僅確保了工程建設順利推進，還為中國造橋業(yè)奉獻了一筆彌足珍貴的財富。
創(chuàng)新本來就是客觀限制和主觀需求“倒逼”的結果，不逼就不會有創(chuàng)新。就像大橋工程總指揮王勇說的，杭州灣跨海大橋自主創(chuàng)新就是逼出來的。一是因為橋必須造，其二是被逼當?shù)谝弧！暗贡啤笔且环N壓力，快進則生，慢進則退，不進則亡。“倒逼”更是一種動力，有了“倒逼”，創(chuàng)新的激情、靈感和潛能才會不斷涌流。“倒逼”出創(chuàng)新，杭州灣大橋“無中生有”的自主創(chuàng)新實踐，值得學習。
讀大橋報道 談創(chuàng)新精神
網(wǎng)民“先聲奪人”：在我看來，杭州灣跨海大橋的建設充分體現(xiàn)了三個創(chuàng)新，即技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和制度創(chuàng)新。工程能夠創(chuàng)造許多個“第一”，離不開技術創(chuàng)新。管理創(chuàng)新，具體表現(xiàn)在有力的組織保障上。該工程開啟了中國民間資本進入國家特大型基本建設項目的先河，是制度創(chuàng)新的一個范例。
制度創(chuàng)新是技術創(chuàng)新和管理創(chuàng)新的動力和基礎，管理創(chuàng)新是技術創(chuàng)新和制度創(chuàng)新的組織保障，技術創(chuàng)新是管理創(chuàng)新和制度創(chuàng)新的物質(zhì)條件。三者結合起來，杭州灣跨海大橋創(chuàng)新之路愈行愈遠。
網(wǎng)民“無名”：正如大橋建設之初很多人的看法，建設大橋是天方夜譚。但大橋終于建了，而且因為創(chuàng)新，所以大橋呈現(xiàn)著一個又一個亮點。不只那些認為天方夜譚的人在驚訝，全世界都在驚訝。原因無他，因為創(chuàng)新。有人會問，什么是創(chuàng)新？大橋的建設就是創(chuàng)新。有人不懂，其實我也不懂。但從一篇篇的報道，從一個個小小的故事，讓我明白，信心才是創(chuàng)新的關鍵。
網(wǎng)民“等待希望”：今年結婚的新人特別多，建議由報社或者其他部門牽頭舉辦大橋集體婚禮，又有特別的紀念意義，相信很有意思。(記者王嵐整理)
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