中國的橋樑建設者
如何克服種種困難，
花費七年時間建造
一座世界最長的公路、
鐵路跨海大橋。
昨日，央視科教頻道《走近科學》欄目
帶你跨越海峽，
一覽大橋壯麗風采
以及大橋建設者是如何攻堅克難……
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這是中國正在建造的又一個超級工程，平潭海峽公路鐵路兩用大橋，目前工程建設已進行了五年多，大橋全長16.34千米，是中國第一座跨海公路鐵路兩用大橋，也是目前世界上在建的最長的公鐵兩用跨海大橋。
平潭海峽公鐵大橋全橋混凝土用量280萬立方米，全橋用鋼總量120萬噸，創世界建橋工程史鋼材用量之最。
平潭海峽公鐵兩用大橋（資料圖）
福建平潭島面積近270平方千米，它東距臺灣新竹港僅68海里，是中國大陸距臺灣最近處，是對臺經貿和人文交往的重要窗口。
新建的福州至平潭的福平鐵路，將為平潭綜合實驗區的發展注入新的動力。這條鐵路需要通過一座公鐵兩用橋樑，跨越平潭海峽，從長樂松下鎮為起點，要跨越海峽中四座島嶼、四個航道，最終抵達平潭島。
平潭海峽公鐵大橋，設計為上下兩層，下層為時速200千米雙線鐵路，上層為時速100千米的6車道高速公路。海峽大橋公路鐵路兩用，對大橋受到外荷載時抵抗變形能力的剛度要求更高。而且得確保橋下能通航大型船舶，還得考慮自然條件、造價等，因此，橋型和材料的選擇，要綜合各種因素，才能達到理想要求。
公鐵大橋側面航拍（資料圖）
2020年平潭海峽公鐵大橋建成通車後將成為世界建橋史上又一座里程碑。2013年11月，大橋開工建設，那時工程建設者沒想到前所未有的艱難會遠遠超出他們想象，並伴隨他們未來幾年的日日夜夜。
“施工過程當中，我們面對各種各樣的困難。”中鐵大橋局平潭海峽公鐵大橋項目經理張紅心說。
“我們因為現場幹活，跟風和浪湧有很大的關係，我每天起來的第一件事情就是看我們的天氣預報。”中鐵大橋局平潭海峽公鐵大橋項目常務副經理肖世波說。
惡劣的自然條件帶來巨大的建造難度和風險，使這裡被視為建橋禁區。平潭海峽是世界三大風口海域之一，風大、浪高、流急、水深。
大橋所在位置風大浪高、水深、流急
“我們常說的三大風口，也就是世界航海史上三大鬼門關，一個北慕大，再一個好望角，再就是是臺灣海峽。”張紅心說，這邊就是臺灣海峽的組成部分。
這裡每年七級以上大風天數超過200天，六級以上大風天數超過300天，浪高7米，最大流速每秒3.09米，施工水域最深達45米，潮水落差7米。
每年還有六七個颱風經過，惡劣的氣候、海況使每年有效施工作業時間只有120多天，大橋所處海域水下不良的地質條件，更讓大橋基礎施工帶來巨大挑戰。
平潭海峽公鐵兩用大橋效果圖
大橋每個橋墩的基礎是由數十根不同直徑的鑽孔莊來支撐，每根鑽孔樁的施工，先將一個空心鋼護筒用液壓衝擊錘打入海床下10多米穩定後，然後鑽機進入鋼護筒鑽孔，深入海床下60多米到堅硬的花崗岩層。成孔後再灌注水下混凝土成樁，這樣才能最終成為一根穩固的鑽孔樁。
碰上海底不良地質，還要抗擊大風大浪，要將1800多根鑽孔樁嵌入海床下60多米深處的花崗岩層，無疑是一項異常艱鉅的工程。正是這個橋墩基礎中有一根樁從插打鋼護筒到最後成樁耗費了16個月，可見樁基施工的艱難。50根直徑4.9米的鑽孔樁是目前國內橋樑施工中直徑最大的橋樑工程樁。
鑽孔樁直徑越大，也給鑽孔帶來相應的難度，之前的裝備無法勝任，每一項艱難的工程都是對我國工程裝備製造的提升。
公鐵大橋局和國內頂尖鑽機制造機構聯合科研攻關，自主研發製造出達到世界先進水平的鑽機，一次性全斷面，最大成孔直徑可達5米，鑽孔深度可達180米，從此解決了我國海上大直徑鑽孔成樁施工的難題。
到2017年11月，1800多根鑽孔樁的施工，歷經4年全部完成。千里之行始於足下，千里長橋始於基礎，樁基的完成讓工程進度加速了，新的挑戰也接踵而來。
平潭海峽海風勁吹，海潮洶湧。2018年4月，大橋最後一座圍堰吊裝到位。為建造跨越海峽的大橋，總共設置了113座圍堰，隨著圍堰全部安裝就緒，大橋終於結束了深水施工工程，全面轉為上部結構施工。
大橋通航的三座斜拉橋和非通航孔橋的樑體採用的是鋼桁樑，這些鋼桁樑體量巨大。鋼樑節段28米長，上部寬36米，重量1100噸，是在工廠裡製造焊接完成，然後通過海運，運輸到施工現場吊裝。斜拉橋鋼桁樑整孔大節段焊接，整節段對稱懸臂架設吊裝，使我國斜拉橋工程技術又上一新臺階。
大橋的組成部分除了鋼桁樑的斜拉橋，還有近3000米長的簡支鋼桁樑非通航孔橋，這裡採用的鋼桁樑體積和重量比斜拉橋所用的更大，需要加設26節80米長、近1800噸和8節88米長、近200噸的鋼樑。
海峽公鐵兩用大橋（資料圖）
在平潭海峽複雜的環境中，如何將它起吊近百米，安全準確地落在橋墩上無疑又是一個巨大的難題。作為施工單位的中鐵大橋局，歷史3年，耗資3.6億，打造了海上架橋“神器”——大橋海鷗號雙臂架起重船。
大橋海鷗號起重船起重能力達3600噸，相當於2000多輛小轎車的重量，主鉤起升高度110米，相當於39層高，是目前國內起重量最大、起升高度最高的雙臂架起重船。
平潭海峽的天氣、風浪、流速等因素嚴重製約著工程進度，並帶來施工風險。為了精準指導工程建設，公鐵大橋科學研究院的科研人員結合國家和地方預報，自主研發了一套環境綜合監測系統，對橋址海域的天氣和海況進行實時監測。
幾年的監測實踐，基於大量監測數據提出的研究成果，也成為我國今後跨海橋樑設計和安全施工控制的重要依據。
大橋通車的日子正一天天臨近，那將是蒼茫海峽成為通途的時刻，在被稱為建橋禁區的平潭海峽，中國的建設者用智慧和汗水再一次成就工程奇蹟。
- 來源：CCTV《走進科學》
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