海天一色驭苍龙
时间：2016年05月23日
——记厦漳跨海大桥建设
苍龙难驯
厦漳跨海大桥工程全长9.33公里，是福建省规划“八纵九横”干线公路网中沿海大通道在闽南金三角区域的关键工程，是目前福建省最大的跨海桥梁，被誉为“福建第一桥”。工程起自厦门至成都国家高速公路厦门海沧至漳州天宝段的青礁枢纽互通，跨越厦门湾，经海门岛，止于漳州龙海后宅，与漳州开发区疏港一级公路和招银疏港高速公路相连接。
厦漳跨海大桥工程采用六车道高速公路, 设计行车速度为100km/h。从北到南分别由北汊桥（北汊北引桥、北汊主桥、北汊南引桥）、海门岛立交及收费服务区、南汊桥（南汊北引桥、南汊主桥、南汊南引桥）、海平立交等四大部分组成。其中，桥梁长度约8.56公里，占工程全长91.6%，集合了多种现代桥型和代表当今桥梁建造先进水平的多种工法，招商交科院独立设计的北汊主桥桥长1290米，主跨780米，桥型为连续半漂浮体系双塔双索面斜拉桥，可满足三万吨级船舶安全通航，在同类型桥梁中居全国第六、世界第九，在国内跨海斜拉桥中仅次于香港昂船舟桥位居第二；其主塔高227米，是目前厦门湾地区已建、在建工程最高的标志性建筑。该项目是建设技术含量高、施工难度大，其建设规模、技术水平和工程难度属世界级的大桥工程。
2013年5月28日，福建厦漳跨海大桥顺利建成通车。这是一个在强风强震强腐蚀性海洋气候条件下，集两座特大跨径斜拉桥主桥、海上长大连续结构引桥、多种施工工法于一身的大型跨海桥梁系统工程，也是位于重庆的设计行业企业承担的首个跨海大桥工程。为了工程可行性研究、总体方案确定、结构设计、技术保障，以及索缆、铺装、机电施工和试验检测，招商交科院付出了近十年的艰辛努力。
在承担厦漳大桥项目之前，位于内陆城市重庆的招商交科院在山区复杂型桥梁、长大公路桥梁、城市跨江桥梁以及公轨合建桥梁等方面，其勘察设计技术创新能力已站在国内领先水平。如800米长组合结构主桥的重庆菜园坝长江大桥，主跨552米的重庆朝天门长江大桥，桥型功能设计在国内外属首创的重庆鱼洞长江大桥等都为同类桥型世界第一。伴随着国家经济和桥梁建造技术的高速发展，中国大型桥梁建设进入“跨海时代”，国内桥梁设计的顶尖团队纷纷朝着“超级工程”的事业理想进发。
伴随机会而来的是挑战。厦漳跨海大桥面临极其复杂的技术问题，各个专业都不可回避，接近9度地震、高达12级台风以及大雾、雷雨多发、海洋腐蚀、地质结构复杂等不利工程条件的影响和挑战，设计难度很大。以上不利因素也对桥（道）面铺装、索缆制造安装和机电工程施工带来了困难。例如，桥位处在厦门湾九龙江入海口，地处地震、台风多发区和海洋腐蚀、区域内地质结构复杂、潮急、雾大、汛期长，又近邻红树林保护区、白海豚保护区和湿地保护区，特别是大桥主跨为780米的北汊主桥主塔基础位于花岗岩层状风化地区，基岩坚硬，岩面陡峭，基础施工难度大，抗风、抗震的要求也达到国内最高级别，其设计的综合难度远远超过我国其它海湾大桥。面对种种困难，招商交科院领导高度重视，不仅集全院各专业精锐力量，更是启动了国家山区公路工程技术研究中心顶尖的科研技术资源，组成强大的技术团队，以高度负责的主人翁精神，以一流创新的技术能力，刻苦钻研，精心设计，搭建起大桥雄伟的蓝图，投入大桥工程复杂、宏大的建设，在建设规模不断攀升、技术标准不断变化、技术难度显著加大的过程中，奋力拼搏，攻坚克难，保障了工程施工的顺利实施。 
科研先驱军
针对抗风、抗震、抗船撞等结构要求，招商交科院依托国家山区公路工程技术研究中心和桥梁工程结构动力学国家重点实验室等国家级科研平台以及实验室先进的科研技术实力，解决设计中的技术难题，充分保障了大桥在各种不利环境条件下的结构安全。
以北汊主桥为例，整个大桥工程所处地区为强台风区，风灾风险较大，对大桥抗风性能的准确评价与提高，是解决大桥工程建设安全性与经济性矛盾的关键。在初步设计阶段，进行了北汊主桥动力特性分析、节段模型试验和全桥气弹模型试验；在施工图设计阶段，进行了北、南汊主桥的动力特性计算分析、节段模型试验、抖振响应计算、静风稳定性计算；在施工图完成后，招商交科院自筹资金进行了北汊主桥大比例节段模型试验；在工程建设期间，为保障大桥工程顺利渡过台风期，开展抗台风专项研究，进行现场风参数实测工作，调研了厦门地区历史上的台风登陆情况，结合前期的抗风研究成果，重新评估了大桥工程的抗台风能力。以北汊主桥抗风研究为代表的颤振检验实验技术、全桥气弹模型实验技术、抖振分析方法、大比例节段模型涡振实验研究技术、涡振抑制技术等研究成果达到国际先进水平。
通过一系列实验，确定了适合本工程场地的设计风速，没有盲目地取按规范取用最大值，降低了大桥的设计难度，也在一定程度上节约了建设成本；提供了抗风设计参数、抗风性能改进措施和抗风安全性验证，保证了两大桥最终建设方案的安全性；对抗风措施进行了使用效果研究，验证了其良好的减振效果。在大桥建设期间，现场实测了部分时段的大桥场地风参数，结合厦门地区历史上的台风登陆情况，进行的施工期间抗台风研究，对本大桥工程的抗台风能力作出了正确评价，提出了必要的抗台风准备措施，为大桥工程顺利渡过台风期起到了重要的技术保障作用。
另外，大桥工程场地地处地震多发区，地震基本烈度为7度，地表的最大水平加速度峰值达0.375g（接近9度），在国内同类桥梁中地震烈度最高。同时，在地震烈度值7-8度的地震条件下，拟建大桥场地分别存在砂土在地震中液化、严重液化等问题，并需考虑饱和软土震陷影响。实验室围绕主跨达到780米的北汊主桥斜拉桥，开展了从计算分析到全桥模型试验的全面抗震研究，得到了一批创新性的研究成果。采用了基于性能的抗震设计思想，提出了合理的抗震设防标准和设防目标，节省了工程投资。抗震设计中考虑了非一致地震作用、砂土液化、冲刷等因素的影响，提出了合适的减隔震设计方案。开展了系统的桩—土—桩基础结构相互作用的地震台模型试验研究。开展了全世界首例大跨径斜拉桥全桥地震模拟试验，填补了国内外关于大跨度斜拉桥的全桥模型试验研究空白。
优质服务团队
2009年6月22日，招商交科院正式成立厦漳跨海大桥建设后援办公室，由时任国家山区公路工程技术研究中心蒋树屏主任亲自领导，王福敏副主任具体执行管理，下设技术安全组、风振技术组、工后服务组，工作重点是关注厦漳大桥建设的安全、质量、进度，通过主动预判安全风险并提前加以预警和控制，为大桥建设的有关工作提供及时、快速、可靠的技术服务和支持。
从工程实施性的角度来看，合适的实施方法是影响设计方案的重要因素。在进行方案设计时，就要考虑施工方案，针对大桥不同的桥型结构和施工制约因素，采取了多种不同的施工工艺，譬如，北汊桥南引桥长约4000米，根据水位深度、吊运条件，这座长大引桥就采用了短线法预制拼装连续箱梁和移动模架现浇连续箱梁，两种箱梁虽属同一桥型，但因施工工法的不同，在设计上区别极大。尽管这些工法在厦漳大桥上都不是首创使用，但都代表了该类桥型当前最先进的工艺和技术，对这些创新技术的集成应用体现了设计者的聪明才智，为建设目标的顺利实施奠定了坚实的基础。
在桥梁的建设实施过程中，时刻关注施工节点，为大桥建设提供了精细、精确和精心的技术服务。例如对大桥北汊主桥合龙时的时间、湿度的设计把控。北汊主桥为厦漳跨海大桥的控制性工程，也是最雄伟、最具标志性的部分：两座227米的索塔，通过100对钢索，拉起99块钢箱梁，形成长1430米、主跨达780米的北汊主桥为超大跨径钢箱梁斜拉桥，箱梁纵向变形受温度影响非常敏感。为保证合龙精度，每日气温变化纳入监测范围，最终选择在零时许对大桥进行合龙。通过精密计算，20时20分，北汊主桥中跨合龙段开始起吊，21时合龙段就位并等待最佳合龙气温，23点15分成功完成合龙施工，合龙精度误差在8mm以内，优于相关规范对精度控制的要求。
产业会师
继设计之后，招商交科院下属的万桥索缆、智翔铺装、华驰机电、检测中心相继加入厦漳大桥工程建设大军，胜利实现产业会师。
万桥公司不仅成为厦漳大桥建设众多施工单位、众多标段第一个完成建设合同的单位，还以该工程项目为依托，成功建起了漳州索缆生产基地，其产品辐射周边各省，加强了万桥公司作为国内桥梁索缆技术发明者和主要制造者的技术优势和市场优势。
智翔公司承担的桥面铺装工程涉12种铺装结构，14个目标配合比，8生产配合比。由于厦漳大桥特殊的高要求，其钢桥面浇筑式沥青混凝土GA10高温性能要求达到国内领先水平。钢桥面铺装第一次大规模使用智翔公司自主开发的TOPEVER防水粘结材料，为工程建设节约了可观的资金。
华驰公司采用了当今最先进的数字式视频采集、传输、存储及再现技术，完美的融合了模拟视频信号与数字视频流信号，采用了VPN（虚拟局域网）技术和ETC电子不停车收费系统。
检测中心承担了厦漳跨海大桥成桥荷载试验及检测任务，投入的专业种类、检测人员、检测设备创建院以来检测业务之最。
攻坚克难
回顾厦漳跨海大桥工程建设，招商交科院依托国家山区公路工程技术研究中心和桥梁工程结构动力学国家重点实验室等国家级科研平台，攻艰克难，在科研试验、专业技术、人才队伍、资质业绩、工程经验、行业影响以及经济效益等方面取得了显著的成绩。主要体现在以下几个方面：
（1）提高科研试验能力
招商交科院及其国家级科研平台首次承担高烈度地震区特大跨径桥梁的抗震设计，通过对厦漳大桥工程研究，提出了合理的抗震设防标准和设防目标，采用了合适的减隔震设计方案，并形成了发明专利；开展了全世界首例大跨径斜拉桥全桥地震模拟试验，填补了国内外大跨度斜拉桥的全桥模型试验研究空白；以北汊主桥抗风研究为代表的颤振检验实验技术、全桥气弹模型实验技术、抖振分析方法、大比例节段模型涡振实验研究技术、涡振抑制技术等研究成果达到国际先进水平；创造性地将风险思想引入桥梁船撞研究中，采用桥梁结构的失效概率来对进行船撞安全评估，建立了一整套完善的评估流程和评估方法，并针对厦漳跨海大桥的自身特点开发了具有防撞功能的桥墩钢围堰设施。
（2）积累宝贵经验
跨海大桥有别于内陆江河湖泊中的桥梁，交科院在耐久性设计、海洋环境保护、施工期间台风的影响与对策等方面得到了宝贵的技术经验。厦漳大桥北汊桥由于有5条风化槽通过，导致地质结构异常复杂，相邻两根桩岩层面相差10多米，同一个桥墩桩基标高相差30多米，最长桩基119m。在本项目中，交科院应用了长短桩、超长桩设计技术和桩底注浆工艺提高基底承载力方法；根据受力复杂的桥体结构，有效解决了夜景照明的技术难题，建成效果简约疏朗，主体结构鲜明，充分展现了跨海大桥的雄伟姿态。
（3）培养优秀人才
参与厦漳跨海大桥工程建设，进一步提高了招商交科院在特大型项目的设计管理能力和工后服务管理能力，一批技术人员迅速地成长起来，成为技术骨干或专家，走上了重要的设计岗位或管理岗位。
（4）应用创新成果
针对海洋环境抗腐蚀性要求，研发采用了锌铝伪合金的斜拉索锚具防腐新工艺，检测结果表明该新防腐工艺满足了相关技术要求，具有推广价值；厦漳大桥钢桥面浇筑式沥青混凝土GA10高温性能要求达到国内领先水平，钢桥面铺装第一次大规模使用智翔公司自主开发的TOPEVER防水粘结材料；采用了当时最先进的数字式视频采集、传输、存储及再现技术，完美融合了模拟视频信号与数字视频流信号，在节约投资的同时将本项目视频监控系统的技术水平推向一个新的高度。
从2004年到2013年，大桥从前期论证、设计到施工建设，历经十年，建成通车。这座在强风强震强腐蚀性海洋气候条件下，集两座特大跨径斜拉桥主桥、长大海上连续结构引桥、多种施工工法于一身的大型跨海桥梁系统工程，在招商交科院总体设计控制下，勇于技术创新，克服种种困难，顺利完工，工期比计划缩短了9个月，投资比批准概算节省约3.5亿元，质量抽检合格率100%，优良率达97%。
（撰稿人：刘亢）
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