新 闻科教    
7颗卫星定位一根桥桩 精度已达到发达国家军用技术的水平
九派神州 |2005-06-06        
声明: 本消息或因风格和篇幅原因进行过编辑,但未经核实,也不代表我们的立场、观点或建议。如有侵权,联系秒删。[ 使用条款 ]

赞助信息

人们总是问:32.5公里长的东海大桥,是不是世界最长的跨海大桥?

用专家的话来说,这要看从哪个角度讲。如果以绝对长度而言,东海大桥还轮不上世界第一,因为墨西哥湾还有70多公里长的海上大桥。但南美洲那座大桥沿途有许多岛屿作依托。从桥梁专业“海上无依托距离”来衡量,东海大桥确实是世界第一。因为它的“海上无依托距离”达25.3公里,这在世界桥梁史上还从未有过。东海大桥的设计基准期是100年,通俗讲就是大桥100年内不需要大修。这个设计基准期,在中国是个首创,在东海大桥则是个“定盘星”,它既是上万大桥建设者的行动准绳,也是大桥科技追求的最终目标。

7颗卫星定位一根桥桩,其精度已达到发达国家军用技术的水平

“基础不牢,地动山摇”。就大桥而言,基础就是桥桩,如果桥桩打不好,大桥也就完了。东海大桥布下各种桥桩8712根,人们不知道世界上还有哪座桥拥有这么多的桥桩。这些桥桩在海上组成一根长长的“虚线”,那就是大桥的“桥轴线”。茫茫大海上,既不能用粉笔划线,又不能使用陆上测量仪器,32.5公里长的桥轴线如何准确地划定?这是一个很大的难题。一位工程师曾对我说,他一直梦见自己工作出差错,结果竟把大桥轴线搞歪了,出海的另一头怎么也接不上洋山岛,他常常为此惊得一身冷汗。

这种可能其实是存在的。古语说“失之毫厘,差以千里”,东海大桥实在太长了。如果“虚线”有一个点没有定准,大桥的走向就可能发生偏差。“每根桥桩都要打在点子上!”在海上,人们会不止一次地听到这样的叮咛或是这样的自言自语。

人造卫星照耀在东海大桥的建设舞台上。

人们对“全球卫星定位系统”其实并不陌生,最生活化的例子是出租汽车也在使用这一系统。但东海大桥的要求不可同日而语。在陆地上找一辆出租汽车,差个30米50米没有问题;而在东海大桥打桩点上,差1厘米都不行。

利用卫星在外海为桥梁定位,这是又一个“第一次”。负责打桩的中港集团专门成立了两个课题组,请了一个同济大学的教授,和另一个国家级的专家,两个组在外海进行无声无息的竞争,他们在比试谁打的桥桩精度更高。

几十颗卫星在天穹日夜巡行。各国都在利用这些卫星。接收器价格昂贵,中港公司买了一套美国产的,一套法国产的,每套都要几百万美元。相关的软件系统价格更贵,两个课题组都依靠自己力量进行研制开发。专家们对自己的研发成果充满信心。一位年轻的工程师对我说,他们定位的精度是“毫米级”,已达到了发达国家军用技术的高度。

一般而言,使用4颗卫星进行交叉定位,就可以保证桥桩定点准确,但东海大桥的定位船常常一次使用7颗卫星。近海打下一批桥桩后,工程师们又利用多种传统的测量技术来进行校核,结果令人十分满意:精度100%合格,优良率达到96%。

但是,人们也为这一精度付出了很高的代价―――有一位姓孙的年轻技术员,在一个固定点上监控接收卫星信号,提供给定位船进行精度校验。固定点就设在东海大桥的一个桥墩上,离开大陆有十多公里。桥墩面积20平方米,上面安个集装箱,就是小孙的监测点和生活用房。这是一个真正的孤岛。有同伴耐不住寂寞与苦难,走了,只留下小孙一个人待在这里。抬头四望,唯有茫茫大海;日夜相伴的,只有呼啸的海风与涌动的潮流。小孙每天在孤寂中醒来,又在孤寂中睡去。他惟一的乐趣就是捕捉高空的卫星信号。他与孤独搏斗,与海浪搏斗,在海中桥墩上一直生活了83天!当他踏上大陆看到第一眼绿草时,热泪夺眶而出……

世界第一预制场和“中华梁王”

东海大桥工地是一个钢筋混凝土的世界。日日夜夜,在那里看到的汽车轮船,上面装载的无一不是钢铁、水泥。3年多来,全桥使用各类钢材50万吨,抵得上一个钢厂的年产量;大桥浇注混凝土150万立方,相当于一万多节火车车皮的容积。从指挥长到仓库保管员,从高级工程师到普通农民工,人人都说:“我是跟钢筋水泥打交道的”。

人们的创新智慧,甚至也带着“砼”(混凝土)的气息。

东海大桥的100年寿命,决定了它要的混凝土不是一般的混凝土。因为在水上,海风含盐会锈蚀钢筋;在水下,海水对钢铁的腐蚀更不待言。东海大桥指挥部首选了科研机构新研制的某种高性能混凝土。我这里无法对这种混凝土的性能加以详述,但我知道,东海大桥成为全国第一家成功使用这种高性能混凝土的特大型工程。成百次报告表明,这种混凝土凝合力强,密实度高,可有效阻止氯离子渗透,保护钢筋在海洋环境中不受腐蚀。它是中国建桥史上又一重大发明。

在大桥工地上,吞吐高性能混凝土最多的地方叫沈家湾岛。这里原是一个荒无人烟的海岛,只有解放军的一个前哨部队驻扎在山顶。我去那里看过,山顶已人去楼空,惟留下大片蒿草和一些褪色标语,让人记忆起艰辛的岁月。建桥大军上岛后,炮声隆隆、移山填海,仅用了一年多工夫,就把一个荒岛建成了一座全世界最大的混凝土预制工厂。它占地面积36万平方米,有几十个足球场那么大。东海大桥数以千计的桥面板、墩身,都出在此地。

沈家湾岛没有什么物产,要产便产“巨无霸”。在这里,一个混凝土桥墩重350吨,要用70辆5吨卡车才运得动;一榀箱梁(桥面板)更是重达2100吨,一整列火车也运不了。这箱梁长70米、宽15米、高4米,十几个人在上面踢半场足球也不成问题。它是中国建筑史上前所未有的“大件”,被人们称为“中华梁王”。东海大桥的桥面就是由这样的箱梁一榀榀吊装连接起来的。

在东海大桥,人们至今还在津津乐道那次“大兵团联合作战”的故事。那是建工集团承建的大桥主墩承台混凝土浇注。这个承台面积 1400平方米,足有3个半篮球场大;高6米,有2层楼那么高。工程师们经多次试验,创造了一种叫“五面保温法”的新技术,可保证巨型承台不产生裂缝,但前提条件是:8300立方米混凝土必须一次浇注成功。这样高难度、大容量的混凝土浇注,全世界也是罕见的,靠一家公司单兵独斗绝对不行。大桥指挥部在这一刻充分显示了权威:集合多家强手,组成庞大的“浇注兵团”。这一天,单单混凝土搅拌船就来了6艘,加上石料运输船、施工机械船、气象监测船、补给船、海事巡逻艇和各种保障船舶,共有52艘大小船只忙碌在现场,真像是在进行一场“海战”,场面十分壮观。指挥长一声令下,千余人的“浇注兵团”各就各位,强攻了 2天2夜,终于创造了一个世界奇迹,一举拿下了8300立方米容积的主承台。日后检验,浇注质量达到优秀。专家评说,以这次“8300战役”为代表的东海大桥混凝土规模浇注,已足足把中国混凝土连续搅拌和浇注的能力翻了一番。

用钢铁锁住狂风巨浪的脖子

国外的跨海大桥,即使工程规模小于东海大桥的,一般也需8年时间才能建成。如连接丹麦和瑞典的奥尔松大桥,全长16公里,整整建了8年时间才通车。而东海大桥全长 32.5公里,总指挥部给东海大桥分指挥部下达的工期只有3年半。有几家外国公司原先准备参加投标,一看工期这么紧,纷纷放弃,临走时还对中国同行说:你们用这么短时间建造这样一座世界级的大桥,绝对不可能。

外国工程师们说得并非没有道理:东海大桥建设环境十分恶劣,一年四季笼罩在台风、大浪、暗流、潮汐、雨雾的阴影下,全年只有180天可以在外海施工。也就是说,一年只能当半年用。

21世纪的中国人惜时如金,怎么会甘心一年变成了半年?他们需要的是让一年变成两年,变成三年!而要做到这一点,化解海上风险、把脚踩惊涛骇浪变成如履平地,是第一个条件。

2002年夏天,大桥指挥部请来春晓油气田的同志座谈交流。指挥部本意是请对方介绍防汛防台方面的经验,却未想到,海上油气田的钻井平台―――大型钢铁导管架―――却像一道电光闪过大桥指挥长黄融的心间。他灵感突现:如果在海上建起导管架,不也可以做到在大平台上进行大桥施工吗?

他把这个想法告诉指挥部班子,立即引起了一阵热烈讨论。当时,上海建工集团正在冲决海上施工重围,获悉后立即去海上油气田取经,力争要把导管架技术用到建桥工地上来。上上下下都清楚:不突破已经没有出路。开工后有些项目仍按照江河桥梁建设老常规来施工,不仅险象环生,而且耗费时日,已到了误期的边缘。

移植也是一种创新。东海大桥的施工导管架,与油气田的钻井平台有很大不同。这个用大口径钢管焊接起来的大家伙,比10层楼房还要高,重达9000多吨。加上海底情况复杂,把导管架沉放到海上更是一件困难的工作。在大桥工地上,曾有一个导管架安放到位竟花了整整7天7夜!

建工集团的建设者历尽艰辛,终于把这个大家伙制成了,别的不说,单单焊接钢管用的焊条,就耗去了9吨!这个导管架一旦固定完毕,它的优越性就马上显示了出来,正如战士有了战场、演员有了舞台,大桥建设者立即有了施展拳脚的地方。从此以后,施工、生活都有了稳定的基地,再不怕汹涌潮流,也不怕大风暴雨。过去,风浪一大施工就得停止,而现在,8级大风也难撼钢铁岛屿。海上有效施工日大大增加,大桥建设进度也迅速加快。那几位外国公司的工程师后来相继踏上平台,看到东海大桥竟已经雄姿初现,不由得感叹:“这里确实创造了奇迹”。

灵感触发创新,而这种灵感又来自于日长时久的科技思考。“导管架施工平台技术”为外海桥梁建设开创了一条新路,是中国人为国际桥梁建设事业作出的一项重大贡献。

环境越是艰苦恶劣,人们就越是向往用科技为自己装上翅膀。东海大桥的3年建设,催生了大量科技创新成果―――“大吨位系列柴油打桩锤”、“超大型箱梁预制”、“大桥防撞设施”、“超重构件滑移通道”……无穷的创新思维在惊涛骇浪中得到激发,科学技术的创造能力在东海之上得到张扬。有人乐观地预言:东海大桥工程师的队伍里,将走出未来的中国院士。

赞助信息

您的观点至关重要

点击朱笔,直抒胸臆

Valueimpression: super cool 168

    © 2025  八阕之地™ by Towards Digital Group反馈意见业务合作隐私政策使用条款