新闻中心

News center

业务动态

首页 新闻中心业务动态

聚焦杭州湾(13)| 为跨海大桥墩柱穿上“钢铠甲”

发布时间:2026-06-15阅读次数:

“就像人身上的衣服,袖口最容易磨破,桥梁墩柱的浪溅区,就是整座桥耐久性最薄弱的‘袖口’。”中交二航局杭州湾跨海大桥海中平台匝道桥性能提升工程项目负责人施进这样比喻。

海中平台是杭州湾跨海大桥的核心组成部分,改造后成为“海天一洲”国家4A级旅游景区,同时承担海事监管、应急救援等联勤保障功能。匝道桥作为连接“海天一洲”与大桥主线的唯一通道,是大桥安全运营体系的“咽喉枢纽”。

如今,大桥已安全运营十八载。海中平台匝道98根墩柱长期直面高盐、高湿、强浪、潮汐往复的恶劣环境,在海水的反复侵蚀下,逐渐出现混凝土开裂、钢筋锈蚀、结构承载力衰减等病害。为筑牢墩柱结构安全、延长桥梁使用寿命,中交二航局建设者采用钢护筒接高工艺,为墩柱量身打造一层坚固耐用的“钢铠甲”。

给墩柱穿“钢铠甲”看着简单,其实有一套严谨的流程。第一步,先给墩柱“搓澡”,即对其进行凿毛,清理表面老化部分;第二步,给墩柱“穿铠甲”,即安装钢护筒,把关键部位彻底包裹;第三步,“填缝隙”,即浇筑混凝土,让护筒和墩柱成为一体。每一步,都不能马虎。

原理虽简,施工极难。这场为墩柱“穿铠甲”的加固战役中,护筒的最大接高高度达到18.72米,工人要在海上高空悬空作业;护筒与墩柱之间的最小间隙仅2厘米,安装精度必须控制在毫米级。每一道工序,都如同在“螺蛳壳里做道场”。

凿毛三试:“小气垫”攻克墩柱凿毛难题

穿“铠甲”的第一步,是要把“底子”打牢。面对全线6300多平方米的凿毛作业难关,项目最先在B3号墩柱采用传统单头电锤试验。两名工人在高空吊篮内一点点凿击,如同用笔慢涂墙面,半天仅完成10平方米,效率极低。更致命的是,单头电锤冲击集中于一点,力度难以控制,轻则凿不动,重则凿出深坑、震酥混凝土边缘,对墩柱造成二次损伤。

“效率太低,还伤柱子,这绝对不行!”在现场查看作业情况后,施进结合施工弊端当场否决了该工艺,首件试做宣告失败,现场施工一度陷入停滞。关键时刻,技术专家晏国泰赶赴现场,结合过往桥梁修复施工经验,提出采用高压水射流工艺试作业。

项目部随即调配设备,在E3号墩柱开展第二轮试验。高压水线如同精细手术刀,均匀剥离表层老化混凝土,作业面平整规整,不伤原有结构,施工效果远超传统电锤。但新的问题随之出现,高压水射流工艺必须使用净化纯净水,普通水源杂质会磨损设备射头、损坏机具;同时高压水流产生的巨大反冲力,让高空吊篮内的作业人员身体持续晃动,存在极大安全隐患,无法规模化施工。两轮试验接连碰壁,凿毛工序彻底卡壳。

晏国泰结合两次试做问题反复钻研,发现传统工艺核心弊端为单点集中受力。他逆向优化思路,将单点冲击改为多点分散冲击,既能保证凿毛效果、提升施工效率,又能规避结构损伤。经过多次演算调试,最终敲定定制方案:5厘米正方形基座,均匀排布16颗硬质合金钻头,整体看起来像是一把日常用的气垫梳。

两天后,定制的凿毛头送到现场。

“这玩意儿能行?”凿毛班组长王建伟看着这个巴掌大的工具,半信半疑。

晏国泰笑了笑:“试试看。”

王建伟将凿毛头装在电锤上,轻轻贴在墩柱表面,按下开关。一阵轻快、均匀的 “哒哒哒”声响起,没有电锤的震耳轰鸣,更像缝纫机在快速运转。只见表层混凝土像雪花簌簌脱落,凿出的麻点深浅一致、间距均匀,没有深坑、没有崩边,王建伟越干越顺手,脸上的疑惑渐渐变成了惊喜。

从 “一次击一点”,变成 “一次击十六点”,不用运水、不用净化,不再产生强烈后坐反力,安全、省钱、还快。实打实的现场效果,让围在一旁的所有人眼前一亮。

施进当场拍板:“我们可以加工16套,多个墩柱同时开工。”

这款小巧的创新工具后来被工人们亲切地叫做“小气垫”。王建伟常常跟人念叨:“干工程这么多年,还是第一次用这么顺手的工具,二航人肯琢磨,再难的活也能想出好办法。”

梁底吊轨:一条“挂”在桥上的运输线

凿毛刚收尾,钢护筒安装随即展开。工程需安装226节钢护筒,总重867吨,单节最大重量接近2吨,所有构件必须从桥面运到桥下,再精准送到每一根墩柱位置。可桥下并不是平地,而是世界三大强潮海湾之一的杭州湾——最大潮差超7米,流速快、浪高风急,海底全是软淤泥,没有任何可依托的坚实基础。

用驳船搭水上平台?一天的平潮期只有20到30分钟,一过窗口,湍急水流直接推着船身到处漂,不仅无法定位,还极易撞击墩柱,对结构和施工安全都构成巨大威胁。

依托晏国泰创新团队的技术支撑,项目团队经过多轮受力验算与现场模拟,最终研发出梁底一体化吊轨系统——彻底把运输线“挂”在桥上,完全摆脱海面、潮汐、风浪的制约。这套系统的逻辑简单而清晰:汽车吊仅负责短暂起吊,将护筒吊至梁下并挂接电动小车后立即撤离匝道;后续水平运输、精准对位,全部由人工配合吊轨系统完成。

系统直接挂在钢箱梁底部:在钢箱梁翼缘板下缘安装移动式卡扣,像一个强力大夹子,牢牢夹住边缘,不打孔、不焊接、不伤主梁;卡扣下方悬挂工字钢轨道,形成一条沿桥横向的空中运输专线;轨道上安装电动行走小车,一人一遥控器即可控制进退、升降;轨道间还设有限位板,哪怕海风呼啸,小车也不会跑偏。

这套系统带来的改变是颠覆性的。吊车占道时间从2小时压缩至半小时,封道窗口利用效率达到极致;护筒转运不再依赖吊车长期悬空等候,工人遥控操作即可完成转运对位,高空安全风险大幅降低;电动小车精准直达墩位,工序连贯、工效成倍提升;潮汐、风浪、水深、船只漂移等海上不利因素,都不会影响施工。更难得的是,系统全部采用模块化设计,卡扣可调、轨道可拆,项目完工后即可整体拆解,稍加调整便能适配下一座桥梁,不同跨径、不同墩型均可灵活适用。负责操作电动小车的工人傅新旺,每天拿着遥控器,轻轻按动按钮,就能将几吨重的护筒精准运送到指定位置,他笑着说:“以前转运护筒,又费力气又担风险,现在有了这套系统,又快又安全,咱们干活也更有底气了。”

竖肋改钉:一枚小钉子“盘活”全线困局

护筒安装刚拉开序幕,一个比吊装更棘手的难题,突然浮出水面。

按照原设计,钢护筒内壁需要满焊贯通竖肋——宽10厘米、厚10毫米的钢板条,从上到下一焊到底,像一排排钢齿牢牢嵌进混凝土,用来强化钢与混凝土的整体结合力。可这套在图纸上十分稳妥的方案,一到现场就处处 “碰壁”。

最先暴露的是混凝土浇筑隐患。竖肋如同一道道纵向隔板,把护筒与墩柱本就狭窄的间隙分割成一个个封闭小格,混凝土流过时,粗骨料极易被卡住,难以顺畅落底,流动性大打折扣,很容易出现浇筑不密实、内部空洞等问题,直接威胁结构质量。

紧接着是焊接变形与效率难题。竖肋必须连续满焊,钢护筒圆筒状结构受热极易变形。为控制变形,只能分段点焊、冷却、再补焊,反复来回。一道肋焊下来,耗时费力、成本居高不下。全线226节护筒,每节14道竖肋,光是焊接就会拖慢整个工期。

现场实测后,技术团队又发现了一个更致命的矛盾:部分墩柱存在轻微偏心,护筒与墩壁之间最小间距仅剩2厘米。可竖肋宽度就有10厘米,带着竖肋的护筒根本套不进去,强行安装只会直接顶住墩柱。

问题一下子堵死了:现场切割竖肋,工作量巨大,封道窗口期耗不起;重新定做护筒,停工等料,工期损失无法挽回。会议室里,大家眉头紧锁,争论陷入僵局。

就在这时,项目技术负责人程浩冷静地抛出一个新思路:“别在竖肋上死磕了。把通长竖肋,换成剪力钉,密集环向布置在护筒内壁。体积小、布点密,同样能把钢和混凝土锁成一体。”

这话一出,现场瞬间安静下来。大家没有坐等,随即开展等效受力验算,将通长竖肋的总抗剪承载力、粘结刚度、约束效果,逐项换算成剪力钉群的等效参数——按合理间距、合理数量环向布置剪力钉,完全可以实现与原竖肋同等、甚至更优的受力效果。同时,他们把现场实测的偏心数据、间隙尺寸、浇筑风险、焊接变形记录,整理成完整的变更报告。手握详实的科学数据,施进向设计单位提交了变更申请。最终,设计单位在严谨的复核后,同意了他的方案。

实际应用后,效果比预想的还要好。剪力钉体积小巧,刚好避开墩柱偏心带来的狭小间隙,护筒安装十分顺畅。此外,取消通长竖肋后,全线护筒整体减重近90吨,单墩平均减重接近1吨。自重减轻后,护筒标准分节长度从4米加长至6米,吊装次数减少了近三分之一。

“很多时候,解决问题的关键不是硬拼硬干,而是换一条路、换一个思路。”施进在后续总结会上感慨道。看似微小的设计变更,不仅破解了现场死局,更把安全、质量、效率、工期全部盘活,为这场“穿钢铠甲”战役扫清了最大障碍。

如今,98 根墩柱身披“钢铠甲”巍然屹立于杭州湾惊涛之中,银灰色护筒抵御高盐腐蚀与波浪冲击,与新老混凝土紧密协同、共同受力,显著提升墩柱承载力与耐久性,让大桥具备安全服役百年的坚实保障。

从“小气垫”凿毛工艺的创新突破,到梁底吊轨系统的匠心研发,再到竖肋改剪力钉的化繁为简,中交二航局建设者以专业破解一道道海上施工难题。他们深耕桥梁维修加固领域,以实干与创新担当桥梁健康守护者,用心守护每一座大桥平安无恙,让交通大动脉长虹永续、安畅通达。(李宪瑞)

企业信箱Enterprise mailbox