出品 | 網易新聞
作者 | 須臾千秋，清華大學土木工程博士
浙江省舟山市是一座群島城市，島嶼之間、島嶼和大陸之間的交通以前都需要靠船運來實現(xiàn)。
舟山的港灣眾多，航道縱橫，是中國屈指可數(shù)的天然深水良港，這在浙江這片高速發(fā)展的沃土上是一份極其寶貴的資源。為了將這些寶貴的天然深水良港利用起來，必須修建跨海橋梁將這些島嶼與大陸之間連接起來。
舟岱大橋就是這眾多跨海橋梁中的一座。
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（一）橫跨杭州灣，這里有世界上規(guī)模最大跨海橋梁群
舟岱跨海大橋是寧波舟山港主通道主線中的一環(huán)，起于岑港互通，路線向北延伸，在馬目山入海后轉向東北，依次跨越長白西航道、舟山中部港域西航道和岱山南航道，在岱山雙合登陸。海中設置長白互通，連接長白島。
大橋全長16.34公里，預計2021年建成通車。
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浙江寧波舟山港主通道項目由富翅門大橋、舟岱大橋和魚山大橋組成，將舟山的主要島嶼與大路上的寧波相連，未來還會與上海洋山港相連。
連島工程橫跨整個杭州灣，跨越8個島嶼，擁有10座大橋，總里程達到86.68公里，建成后將成為世界上最長的連島高速公路和世界上規(guī)模最大的跨海橋梁群，在業(yè)內的地位與港珠澳大橋相當。
（二）通航10萬噸級巨輪的大跨橋梁如何建成？
與跨河橋梁不同，跨海大橋必須能夠滿足巨型海輪的通行需求，因此跨度、高度都必須很大。
舟岱跨海大橋主通航孔橋為主跨2×550米三塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，全長1630米，其跨徑組合為國內三塔跨海斜拉橋之最，可以滿足10萬噸級油輪通航需求，是國內通航等級最高的橋梁。
三個主塔均采用鉆石形塔身，由下塔柱、中塔柱、上塔柱和下橫梁組成，主塔高度均為180米，塔柱分41個階段施工。
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舟岱大橋的索塔采用鉆石型塔身，中、下塔柱順橋向內外側面沿高度方向為圓弧。這種結構形式科學而且美觀，但曲面的施工難度較高。舟山群島所在的東海地區(qū)夏秋臺風、冬季大風、春季海霧和連雨等氣象災害頻發(fā)，也給施工帶來了極大的困難。
為滿足橋塔和海洋環(huán)境施工需求，舟岱大橋的施工團隊設計了重型分離式液壓爬模架體。
橋塔在上塔柱施工時，爬模重量自然由橋塔承擔；橋塔在下塔柱施工時，仰爬面傾斜角度為19°。仰爬面混凝土的部分自重由架體承擔，故在下塔柱仰爬面布置架體時，仰爬面架體比俯爬面架體多布置一榀，傾斜部分混凝土自重由架體承擔。
針對本項目的特殊性，在中、下塔柱順橋向內外側面液壓架體配置弧形導軌，導軌的弧度與塔身一致，使架體沿著弧線爬升。
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舟岱大橋為一座三塔斜拉橋。相比起一般的雙塔斜拉橋，它的技術含量更高，精準合龍難度更大。
受熱脹冷縮影響，溫度每變化1度兩塔間梁長會變化6毫米多，尤其是中塔兩邊均為懸臂結構，受陽光直射、溫度變化、風力等因素影響，會出現(xiàn)微小的位移，這些因素都大大增加了精準確定兩個合龍段長度的難度。
項目部收集了近30年舟山地區(qū)的氣象資料進行分析和預測，同時在橋位進行長達3個月氣溫、梁和塔的溫度及位移的資料采集，最終形成了一套詳實全面的基礎數(shù)據資料，依此來分析和預測，并建模計算，最終確定了合龍段的長度。實際合龍工作中，最大偏差3毫米，實現(xiàn)了精準對接。
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大橋主通航孔橋鋼箱梁合龍采用自然合龍方案，按次邊跨—邊跨—中跨合龍順序進行。鋼箱梁采用帶風嘴的扁平流線形截面, 全斷面寬度為34米，梁高3.5米，共設13種類型，標準節(jié)段長度為16米，重量為260噸，最大吊裝重量達295噸。全橋鋼箱梁節(jié)段合計113片，總重量約為27800噸。
舟岱跨海大橋屬于通航海域，航運十分繁忙。大型油輪、集裝箱貨船、客運船舶、散貨船和漁船等船只日均通航量達200余次，通航安全管理難度很大，大橋與船只發(fā)生碰撞事故在所難免。
為應對碰撞，舟岱跨海大橋主通航孔橋主墩承臺共設置有3個10萬噸級防撞鋼套箱，采用內外雙層鋼套箱防撞設計，單個承臺套箱尺寸為70×48米，高10.4米，厚度9.5米，重達2600噸，防撞等級滿足10萬噸級船舶通航要求，其雙層結構設計屬世界首例。
施工團隊克服了深水海域施工潮汐、暴雨、風浪、臺風等不利自然環(huán)境的影響，不斷優(yōu)化施工方案，強化風險預控，采用精調限位一體化施工設計，僅用15天順利就完成了3個海上千噸鋼套箱的下放安裝，將套箱最大平面偏差控制在1.5厘米之內。
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（三）跨海橋梁海上承臺施工如何控制風險？
跨海橋梁海上承臺施工環(huán)境復雜，海上橋梁承臺施工質量的好壞直接關系著跨海橋梁建設的質量安全。為降低風險，保證施工項目實現(xiàn)預定目標，必須重視海上施工安全控制，防范風險。
海上施工的安全風險多種多樣，錯綜復雜，人們很難知道，究竟哪一種風險是真正可怕、需要花大力氣進行防范的；哪些是看起來可怕，實際上根本不會發(fā)生的。如何準確地評估這些復雜的風險呢？項目組依據舟岱跨海大橋施工實際情況，將海上主塔承臺施工安全問題分解成不同的組成要素，按照要素之間的相互關系，進行不同層次的聚集組合，形成一個多層次分析施工安全風險結構模型。由風險普查清單可以確定海上承臺施工過程中的主要潛在事故類型，可以構建海上承臺施工安全風險控制模型。
項目邀請了9位路橋方向專家組成專家評判小組，依據相關規(guī)范和海上承臺施工風險發(fā)生情況，對風險進行打分且將分值匯總，構成評判矩陣。
經過一系列的矩陣運算，專家們判定，在海上承臺施工過程中，鋼套箱安裝在整個施工部分中所占比重為0.5120，為主塔承臺施工期的最大風險源，在鋼套箱安裝過程中最有可能出現(xiàn)船舶撞擊和起重傷害的事故，且在整個海上承臺施工過程中應該進行重點控制。
找到了風險最大點之后，就可以進行針對性的風險應對。施工現(xiàn)場的主要措施包括，搭建完成的作業(yè)平臺設置明顯警示燈標識、主墩平臺在近通航側設置6組防撞墩，并及時對外發(fā)布施工通告；當施工船舶處于非施工時，應停泊在通航區(qū)域以外，并與平臺留有安全距離，檢查并錨固到位；當臨時占用航道施工時，應向海事局申請臨時封航。承臺施工區(qū)域應設置統(tǒng)一的醒目標志和防護欄桿及足夠的夜間施工照明設施，并做好封底混凝土澆筑工作。
這些措施本身的成本和技術難度都并不高，但是卻對保障施工安全至關重要。問題的關鍵，就在于通過精密的分析和計算找到真正的風險關鍵點。
結語
2020年6月29日，隨著4臺焊接機器人同時將合龍口焊縫焊接完成，滬舟甬跨海通道舟岱跨海大橋主通航孔橋實現(xiàn)高精度合龍，舟山海面上，3座180米高的主塔成功“牽手”。上個月，北通航孔橋也順利合龍，標志著舟岱大橋三座通航橋全部合龍。
預計2021年年底，舟岱大橋將會建成通車，不僅徹底結束岱山海上懸島的時代，而且極大地加快杭州灣海域的海陸運輸一體化進程，使上海、寧波、舟山形成最短的陸路交通，對完善地區(qū)綜合交通網絡、支撐國家產業(yè)布局規(guī)劃、推進長三角一體化發(fā)展具有重要意義。
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