马来西亚赚麻?中国为其建14.5亿最长跨海大桥,被嘲笑却终获惊喜

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时间 2024年5月1日 预览 51

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首发·科普启示录

马来西亚槟城二桥是东南亚地区最长的跨海公路大桥,该桥全长22.5公里,其中跨海桥面长16.5公里,桥面宽度28.8米,是马来西亚2006年~2010年第九个五年规划期间的重点发展项目,项目总投资为14.5亿美元。

2008年10月20日,中国港湾工程公司6.8亿美元的价格中标马来西亚槟城二桥项目的主体工程,双方约定工期为42个月。

槟城二桥是中马之间最大的合作项目,也是此前20年中规模最大的土建工程,但中国在修建这条东南亚最长跨海大桥的同时,却使用上了与建桥看似毫无关联的橡胶材料。面对中国工程团队的“意外之举”,外界当时流言四起,甚至将其渲染为中方是在偷工减料。

但事实真的如此吗?中方在修建槟城二桥时又遇到了哪些困难?

东南亚第一跨海大桥

马来西亚是东南亚国家,总面积33万平方公里,国土可分为加里曼丹岛北部的东马和马来半岛南侧的西马两部分。马来西亚周边分布着一千多个岛屿,其中槟榔屿就位于西马西北侧。这座岛屿面积293平方公里,东侧因海峡与马来西亚本土分开,因盛产槟榔而闻名。

槟榔屿位于马六甲海峡北侧出口处,海运的昌盛让马六甲海峡地位突飞猛进,槟榔屿也得势崛起,成为全亚洲最兴荣的航运中心之一。20世纪末,槟榔屿成为了马来西亚的旅游中心。槟城作为槟榔屿的城市之一,同时也是马来西亚第二大城市,是区域和国际性工商旅游业中心。

但中间相隔的海峡让岛屿和马来西亚本土距离最长达16公里交通限制了两岸的发展,人们只能靠驳船通行。于是在1982年马来西亚在槟城与威省两地间修建槟威大桥槟城一桥,大桥长8320米,并于1985年顺利通车,打破了槟城与大陆之间没有道路的历史。

槟威一桥自开通以来,极大促进了两地交流以及槟城经济发展,但日渐高增的交通量也让槟威一桥不堪重负。为了进一步满足当地发展需求,马来西亚政府决定启动苏丹阿都哈林大桥(槟城二桥)建设项目。

2000年中国港湾以设计建造总承包模式,承建了槟城二桥主体项目。槟城二桥全长22.5公里,属于双向四车道和双向摩托车道的高速公路桥,设计速度每小时80公里。采用S形曲线的平面线形和两次起伏的立面线性,让整座大桥无论是远观还是行驶,都能起到优美舒适的效果。

槟城二桥融合马来西亚文化元素,参照了清真寺尖塔设计,整个桥面安装了密集的长杆路灯,铺设装饰了LED景观照明灯。夜空点亮时,观赏起来灯火辉煌,如此已经成为了马来西亚别具一格的标志建筑。

从2009年开工建设到2014年正式通车,这座耗资14.5亿美元的大桥成为我国企业在国外实施最长的跨海大桥项目。国内参建单位众多,并且施工难度大,海下地质情况复杂,建设期间更是遇到了种种困难。

建桥困难史

首先是马来西亚频繁变换的温度环境,对于建筑耐久性而言,最令人担忧的不是高腐蚀性环境,单一的恶劣环境可以专攻,但频繁变化的环境却难以预防。

槟城二桥建筑点正处于多变的环境之中,昼夜温差、潮汐腐蚀、强太阳光、频繁降雨的干湿、降雨形成的淡水与海洋高盐交汇形成的盐分变化,都为大桥混凝土材料造成沉重负担。

热带地区的施工环境是国内工程队鲜有涉及的,这对于我们既是一次巨大的挑战,也是一次宝贵的经验积累。

比如槟城二桥建设途中,需要将每块百吨重的箱梁,以搭积木的方式依次拼接而成。龙门吊横跨在桥梁两侧,接着用挂篮系统把百吨箱梁悬吊起来,安装在主梁上,紧接着工人们使用高效粘合剂与高强度钢索将其固定。最后就是利用液压油缸推进挂篮,每个箱梁依次建成即可。

在建设箱梁时,国内工程队依照以往经验,用钢筋混凝土浇筑而成。按理说这种方式浇筑成的箱梁,应该坚固无比、承重能力优异。但在槟城二桥建设中,我们的箱梁却屡次出现开裂问题,一旦施加压力,甚至会出现碎成渣土的现象,这显然不符合建设标准。

中方团队不可能使用劣质箱梁建设,于是我们开始寻找问题缘由,对各方面进行排查。最终发现问题的根源竟然与马来西亚当地的土质有关。

马来西亚土质特殊,其土质用于制造混凝土,无论是硬度、密度都无法达到标准要求,再加上马来西亚常年高气温极易导致混凝土热形变。

找到问题根源后,我国开始从日本与国内大规模进口高强度材料。同时为了降低混凝土温度,还会在搅拌过程中不断加入冰块降温,让混凝土温度始终保持在36℃以下。在钢结构中也提前预装了冷水管,利用冷水循环进行降热。

箱梁的问题得到了完美解决,但桩基强度问题在当时也难倒了一众工程师,迫使我们不得不做出创新改变。

打桩是建桥的首个工程,在马来西亚交接项目之初,就提出大桥要具备扛七级地震的能力。这是因为马来西亚虽未地处环太平洋地震带上,但却遭受活断层影响,依然会有地震发生,比如2015年沙巴州的5.9级地震。

为了保证大桥强度,我们动用现今打桩机,将钢管直直插入海下120米深处,并且设计桩基钢护筒作为承重柱,整个大桥足足打了5168个桩基,其中最深的有133.15米深。

但再牢固的桩基,也无法保证大桥能耐住大地震来袭时的晃动,为了减小地震时的桥体晃动,我国工程师首次使用了具备高弹性、不易变形特性的橡胶材质,制造而成了高阻尼橡胶隔震支座。

橡胶隔震支座代替了传统钢铁轴承,刚性结构转向柔性结构,能更高效的分散地震能量,无论是横向亦或者纵向地震波,都能保证充分吸收。中国团队史无前例的创新也让槟城二桥足足具备7.5级抗地震能力

跨海大桥两端同时开修,可如果出现合拢时中间对不上怎么办?槟城二桥在合拢对接时,就意外出现了上下3厘米左右的误差。

3厘米偏差,看似毫不起眼,但放在时速80公里的路面上,对于行驶中的汽车就是巨大的安全风险。为了消除桥体两端的高度差异,工程团队往低桥面注水100吨、高桥面注水150吨。在重力差的作用下,高桥面也被不断牵引下来,最终桥面成功得以对齐。

在槟城二桥修建过程中,由马方负责承建的一段引桥竟然出现了垮塌,造成4人当场死亡。后来中方完工时,马方提出对整个大桥重新进行验收,标准是承重超过1200吨

马方动用17辆卡车,总重超过595吨,行驶过程中要求水平偏转不能超过31毫米。结果中方承建的槟城二桥不仅承重优秀,而且经实际测量最大水平偏转也不超过25毫米

2014年大桥通车,马来西亚政府由衷赞叹“万幸选择了中国公司”,我国赢得了马来西监理中国公司,NO.1的赞誉,并且该工程于2016年荣获中国建筑工程鲁班奖。中国的国际影响力,将随着一项项大型工程的坐落而日益扩大。

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