大桥主桁梁上螺栓都是工人一个个手工扭上的。半岛晨报、海力网摄影记者张腾飞 大桥主桁梁上螺栓都是工人一个个手工扭上的。半岛晨报、海力网摄影记者张腾飞
半岛晨报、海力网摄影记者孙振芳 半岛晨报、海力网摄影记者孙振芳

  站在星海广场远眺南部海域,一条蜿蜒的“巨龙”在海上浮现,它正是本市“七纵七横”快速路中的最南“一横”——南部滨海大道星海湾大桥。这座我国首座双层通车钢桁架悬索桥,创造多项全国乃至世界之最,更有不少高科技隐藏其中。记者近日跟随大桥主设计师、建设指挥负责人实地探访,揭开这一宏大工程的神秘面纱。

  功能 两层8车道,缓解交通拥堵

  站在星海湾大桥上层路面上,可供车辆自东向西行驶的4排道路格外敞亮。而脚下,大桥的底层,还有同样的反向4排道路。大桥主设计师、大连理工大学桥隧工程研究所所长张哲告诉记者,星海湾大桥的功能性,是最初设计的重要指标之一。“中山西路如今堵得厉害,建这样一座大桥,首先要起到缓解交通的作用。 ”张哲说,面对当前的交通压力,以及对未来交通状况的预判,星海湾大桥有必要建成一座8车道的大桥。在平层8车道和双层4车道的选择中,最终,星海湾大桥创新性地采用了钢桁架双层设计,既实用、美观,还节省了近半数的承台建设数量,节约了成本。

  大桥建设指挥负责人告诉记者,大桥主桥区域共有43段钢桁架,最重节段重量达580吨,是国内悬索桥吊装施工节段最重的。他说,仅大桥主桁梁上就有38万个螺栓,这些螺栓都是工人一个个手工扭上的,误差是毫米级的。

  稳固 国内最大沉箱如同“定海神针”

  大桥气势磅礴,能够稳固地屹立在海中,主要靠啥?原来,星海湾大桥采用悬索桥海上锚碇设计与施工,为国内首例,开创中国建桥史上又一先河。而两个各重达2.6万余吨、全国最大的预制沉箱,是大桥的“定海神针”。

  建设指挥负责人告诉记者,大桥主塔受力像晾衣绳一样,承重的尽管是中间的悬索,但是两侧要有固定力的点。主桥上两个固定桥身的塔就是这两个受力牵引“大户”——双塔下面两个巨大的预制沉箱,如同“定海神针”一般,保障大桥安全。据了解,一个沉箱面相当于半个足球场大,约6层楼高。沉箱的外表十分光滑,低潮时,沉箱将会露出水面约2米高。

  劲大 主缆“大辫子”一根重1220吨

  站在主桥区域,两根粗大的主缆格外抢眼。该负责人告诉记者,除了“定海神针”的支撑外,大桥的“定力”还得靠两根粗大的“辫子”牵引。

  不要小瞧这两根“大辫子”,它每根中含有61股平行钢丝索股,每股里含127丝镀锌高强度钢丝,每根钢丝就能够承受4吨的荷载,相当于3辆小轿车的重量。每根主缆共7747丝,竖向排列成尖顶的近似正六边形,承担着全桥恒载与活载将近3万吨的重量。该负责人说,仅一根主缆的重量就达1220吨,而单根索股长度约为950米,全桥钢丝累计长度约为14700公里,相当于大连到纽约的往返距离。

  养护 监控体系实时测健康

  对于外海桥梁,耐久性一直是人们关心的问题。张哲说,星海湾大桥按照能承受百年一遇风浪(即12级台风)设计,抗震按照地震烈度7度设防,大桥设计寿命100年。在养护方面,首先就是防腐问题。

  张哲说,由于常年浸于海水、盐雾中,海上大桥对防腐要求更高。星海湾大桥在设计之初就考虑到了耐久性,对钢筋和混凝土等施工材料都做了防腐处理,颇具国内桥梁建设借鉴意义。大桥所有浸入水中的金属全部采用高性能防腐材料涂装,同时全部使用高性能混凝土,防渗透功能非常好。

  此外,大桥的日常保养也非常重要,张哲说,大桥桥体设有传感功能,同时还设置了专门的健康监控中心,可以通过传感器联网计算机,随时监测桥梁的健康情况。

  记者了解到,在主桥东西两塔的顶端就分别“藏”有两个除湿系统,将缆索湿度控制在60%以内,防止其锈蚀。下一步,相关部门将在东引桥起端及莲花山隧道区域设置监控中心,建立起可持续的养护体系,以进行科学的养护和健康监测。

  漂亮 节日将上演灯光秀

  站在大桥中间,向北岸望去,星海湾沿线的美景尽收眼底。如何在视觉上将大桥设计得更好?张哲说,设计时就主桥造型方案、主桥的走向、引桥的走向、引桥与主桥过渡区的转弯半径、主桥高度、主跨宽度、主塔高度、天际线、与星海广场的协调等方面,都进行了详细的研究,并进行了模拟推演,从多个视角去看,海上大桥与整个区域的景观协调一致。

  此外,在主桥3万多个小灯及引桥两侧光带的装饰下,夜间的星海湾大桥更是格外美。记者了解到,大桥在日常的夜间灯光颜色以黄色这一暖色为主。而在节日期间,将根据不同的设计,上演各式灯光秀,让市民和游客大饱眼福。

  大桥之最

  1。国内首座海上设重力式锚碇悬索桥。

  2。国内首座双层通车钢桁架悬索桥。

  3。国内最长的海上双层桥梁。

  4。世界上首座采用抛石升降沉箱基础施工的桥梁。

  5。世界上首座采用预制架设施工的、上层桥梁采用主梁与横梁固结、横梁和桥墩之间设置支座的预应力混凝土桥梁。

  6。国内最大的预制沉箱,重达26000余吨。

  7。国内吊装施工节段重量最重的悬索桥,最重节段重达580吨。

  隧道纪录

  1。重大风险源有10处之多。

  2。隧道挖掘长度3.0公里,创下全国城市山岭隧道最长纪录。

  3。最大断面开挖宽度22.5米,创下全国城市公路隧道最宽纪录。

  主缆

  每根主缆共7747丝,重量达1220吨。

  防撞护栏

  为保证安全,人行步道旁加装超强防撞护栏。

  钢桁架

  共有43段,最重节段达580吨,是国内悬索桥吊装施工节段重量最重的。

  预制沉箱

  大桥双塔下面有两个巨大的预制沉箱,每个重2.6万余吨。

  安全 人行道设超强防撞护栏

  大桥的二层,设置了两排1米宽的人行道,这意味着市民可以直接登桥进行一次长达6公里的“海上漫步”。“过去大连市民都是从岸上看海,跨海大桥建成后,我们可以站在海上眺望海岸。 ”张哲说,建设之初,对于大桥是否建人行道存在争议。大桥主桥车辆通行的设计时速是80公里,部分专家担心设步道会对行人有安全隐患。“但是,这座桥处于风景优美的星海湾,不能行走又太遗憾。 ”因此,设计者最终决定开设人行步道,同时加装超强防撞护栏。

  记者看到,在上层人行道与车道之间、下层的车道两边,都设有灰色的护栏,“这是大桥的安全防护系统之一,它们的强度很高,就是要保障行人在人行步道行走时的安全。 ”但该负责人也提醒行人,一定要遵守规则,包括钓鱼在内等一些行为在桥上肯定是被禁止的。

  保障 冬季有除雪队,雨季自动排水

  同样是沥青桥面,记者注意到,主桥区域的桥面格外细致。张哲说,由于大桥主桥是钢桥面,所以选用了环氧沥青铺装,厚度只有5厘米。这种沥青与传统沥青相比,铺装厚度小45%,耐用时间长达15年,“可以说,这座桥集合应用了多项最新的科技成果。 ”

  市民比较担心,海上经常会起雾,而如果遇到了雨雪天气,是否还能开车在桥上通行?相关负责人表示,大桥桥体呈现的弧度,不仅起到美观作用,雨季还能够自动排水,冬季将有专门除雪队伍保证桥面畅通。冬季大雪冰冻天气时,将采用世界先进的清雪机械除雪,既可以提高除雪效率,又可以避免播撒融雪剂腐蚀桥梁结构和污染环境等问题。而在恶劣天气下,大桥将实行必要的限速和限行,并通过监控系统实施交通管控。

  半岛晨报、海力网记者齐芳芳

  星海湾大桥大事记

  ●2010年11月12日

  奠基仪式

  ●2011年10月11日至2012年5月9日

  工程开工、钢栈桥施工

  ●2011年11月17日至2012年5月10日

  沉箱施工

  ●2011年11月27日至2015年8月16日

  锚碇施工

  ●2012年5月19日至2015年5月15日

  灌注桩施工

  ●2013年3月25日至2015年1月9日

  墩柱施工

  ●2013年6月1日至2013年12月26日

  主塔施工

  ●2013年8月19日至2014年11月27日

  下横梁安装

  ●2013年12月6日至2015年6月13日

  箱梁安装

  ●2014年3月17日至2014年3月31日

  主索施工

  ●2014年7月21日至2015年7月5日

  上横梁施工

  ●2015年7月15日至2015年10月8日

  桥面铺装

  ●2015年4月16日至2015年10月18日

  安全防护系统安装

  ●2015年3月1日至2015年10月18日

  景观照明施工

  大桥概况

  星海湾大桥于2010年11月12日奠基,全长6公里,桥梁结构的设计基准期为100年,由主桥、引桥和匝道组成。主桥为双塔三跨地锚式悬索桥,主梁采用钢桁架结构,双层双向8车道,上层桥两侧设有人行步道。主桥布置为主跨460米,边跨180米,塔高111.8米,主桥距海面30米,桥体距百年城雕直线距离1公里,平行于星海广场海岸线。引桥采用混凝土箱梁结构,跨度45米。

  进展

  南滨大道西延线近期有望开工

  跨海大桥的建设主要是为了解决中山西路的交通拥堵问题。目前,主城区与高新区、旅顺口区的主要联系通道仅有中山路一条。市内高尔基路、胜利路等7条道路均汇集于中山西路,拥堵点不止一个,道路严重饱和。据测算,驾车穿行星海湾大桥只需6分钟,相应的两点走中山西路等,在拥堵时则需要花费50分钟。据预测,跨海大桥将分流目前拥堵路段30%—40%的车流,中山路、五四路、高尔基路、胜利路、八一路、东北路等多条道路的车流可通过南部滨海大道来往市区与高新区、旅顺之间。

  张哲还透露,南部滨海大道西延伸线设计已经完成,近期有望开工建设。届时,南滨大道将从凌水湾至河口,将和旅顺南路相接,该工程顺着海岸线,由路、桥、隧道组成,其中隧道长度1.6公里,这可以有效缓解凌水湾、万达广场交通拥堵的状况。

  半岛晨报、海力网记者齐芳芳

  穿山3公里:最长城市山岭隧道

  向山要路,在机动车激增的今天,在城市道路极其有限的当下,向大山、向大海、向地下要路,已成为城市道路建设的必然。莲花山隧道工程作为南部滨海大道东端桥隧建设工程最重要的组成部分,是本市城建史上最复杂的城市山岭隧道,无论从隧道的规模、复杂程度还是设计和施工方案,均在国内同类隧道工程中居于领先地位。

  难度 工程重大风险源有10处

  早在2008年,市委市政府就规划了本市城区“七纵七横”道路,这些年来,一直在完善这一城市道路路网,以缓解城市的交通压力。南部滨海大道作为主城区最南侧的“一横”跃然城市规划路网中。这“一横”穿山3公里,共分3个标段,于2013年初先后进场开始施工。

  隧道起终点长度3公里,属于特长隧道;结构形式十分复杂,包含超大跨度断面、分岔、立体交叉、小净距等结构;受工程周边环境的制约,隧道沿线下穿道路、楼房以及既有隧道和多处防空洞群。以上说的每一个特点都是工程施工的风险点。以往的城市山岭隧道往往包含一个或很少的几个风险点,但是莲花山隧道工程重大风险源有10处之多。可以说,风险源的大量集中、创新设计和精心管理施工、没发生任何重大安全事故而顺利完工,这些是莲花山隧道工程最大的特点。

  穿山隧道三标段主线起点为白云雁水水库北侧山体,其中2条主线隧道向北,在白云山隧道北口穿出后接入拓宽后的东北路;两条支线隧道向东在艺术大厦西侧山体穿出后与东北路相接。该标段项目部经理徐怀中介绍,三标段施工难度非常大,东西主线均穿越同香山庄小区,而且主线东线下潜入地400余米,同时与白云隧道南行车道重叠80余米,岩层埋深仅有6-7米。除此之外,支线南线与主线西线立体交叉,同时与10余条防空洞交错,都增加了施工难度。

  长度 成为全国最长城市山岭隧道

  2013年,南部滨海大道莲花山隧道建设拉开帷幕。该工程北起白云隧道的东北路,南至金沙滩东侧的悬崖峭壁上。

  南部滨海大道东端桥隧建设工程全长3.88公里,其中隧道段3.0公里,地面引线长880米(含桥梁拓宽段275米);长春路支线设计长1.34公里,其中隧道长740米,地面引线长602米(含新建桥梁段351米)。其中隧道挖掘长度创下全国城市山岭隧道最长纪录。

  断面 创全国城市公路隧道最宽纪录

  一标段起点为金沙滩东侧悬崖山体,向北至白云雁水水库泄洪道附近。新建隧道为分离式,双向六车道,每个方向三车道。结构形式为标准三车道隧道,最大开挖宽度16.6米。这两条隧道分别为主线东线和主线西线。

  二标段起点为白云雁水泄洪道南侧山体,在白云雁水泄洪道处明挖箱涵段分叉,主线明挖段箱涵结构:西线箱涵全长71.698米;东线箱涵全长75.905米。结构形式为三车道隧道、变宽分岔隧道、双联拱隧道、两车道隧道、明做双箱隧道,最大断面开挖宽度22.5米。而这一隧道断面宽度也创下全国城市公路隧道纪录。