作為我國(guó)北方鹽凍地區(qū)修建的第一座特大型海上橋梁集群工程，山東高速膠州灣大橋既有海上航道橋、海上非通航孔橋，又有陸上引橋和互通立交橋，特別是紅島互通立交橋?yàn)槲覈?guó)首座海上互通立交橋，其設(shè)計(jì)科學(xué)，造型獨(dú)特，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)同等類(lèi)型橋型結(jié)構(gòu)。但這并非是這座大橋唯一的首創(chuàng)亮點(diǎn)，細(xì)數(shù)起來(lái)，膠州灣大橋的建設(shè)創(chuàng)造了如下幾個(gè)方面的“第一”：
1.全長(zhǎng)超過(guò)41.58公里，為目前世界第一跨海長(zhǎng)橋；
2.我國(guó)目前國(guó)有獨(dú)資單一企業(yè)投資建設(shè)的最大規(guī)模的交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目；
3.我國(guó)北方冰凍海域首座特大型橋梁集群工程；
4.我國(guó)第一座海上互通立交即青島海灣大橋紅島互通立交；
5.全國(guó)首座采用低樁承臺(tái)的跨海大橋；
6.全橋海上鉆孔灌注樁數(shù)量為5127根，居世界第一；
7.大沽河航道橋?yàn)槭澜绾Ｉ鲜鬃?dú)塔自錨式懸索橋；
8.由山東高速集團(tuán)自主研發(fā)的水下無(wú)封底混凝土套箱技術(shù)為世界首創(chuàng)，榮獲2009年度中國(guó)公路學(xué)會(huì)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，并獲得兩項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利及2007-2008年度國(guó)家一級(jí)工法；
9.大橋開(kāi)發(fā)使用的4D施工管理系統(tǒng)是繼2008北京奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館“鳥(niǎo)巢”以后，首次在大型交通工程項(xiàng)目中使用，該項(xiàng)目榮獲了2009年建設(shè)部“華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)。
有多大成就就會(huì)有多大艱難險(xiǎn)阻，更會(huì)有更多地克服艱難險(xiǎn)阻的智慧。膠州灣大橋從1993年4月開(kāi)始規(guī)劃研究，經(jīng)歷了規(guī)劃、預(yù)可、工可、初設(shè)、施工圖設(shè)計(jì)和招投標(biāo)等階段，至2006年開(kāi)工既已歷時(shí)13年零8個(gè)月，再有5年多的建設(shè)期，這期間內(nèi)包括兩院院士、長(zhǎng)江學(xué)者在內(nèi)的數(shù)百名中外專(zhuān)家、學(xué)者為大橋付出了智慧和汗水。多年磨礪今終亮劍。
五大難關(guān)
山東高速膠州灣大橋所屬海域建設(shè)概括起來(lái)有5個(gè)方面難點(diǎn)：一是冰凍期長(zhǎng)：大橋所處膠州灣海域年冰凍期60天左右；年平均凍融循環(huán)50次；二是含鹽度高：膠州灣海域海水含鹽度為29.4‰～32.6‰，接近國(guó)內(nèi)其他跨海大橋含鹽度的2倍；三是環(huán)保要求高：青島市為國(guó)家級(jí)旅游城，大橋的建設(shè)首先要與環(huán)境協(xié)調(diào)，大橋所處海域生態(tài)尚處于良性循環(huán)狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)類(lèi)海生物豐富，對(duì)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)期間環(huán)保要求很高；四是通航、航空雙重限制：滄口航道橋通航標(biāo)準(zhǔn)為1萬(wàn)噸輪船，通航凈空為190×40.5米，航空限高為87.5米，橋面以上塔高、拉索布置的空間受限。五是跨越海域大：大橋海上段長(zhǎng)度25.171公里。這座世界最長(zhǎng)的跨海大橋自開(kāi)工以來(lái)，憑借科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)世界第一。大橋在建設(shè)過(guò)程中大膽引進(jìn)新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料，創(chuàng)新點(diǎn)很多。
五大創(chuàng)新
精心組織、精心策劃、精心設(shè)計(jì)成為大橋建設(shè)者心中至高無(wú)上的追求。要向青島800萬(wàn)群眾交出一份讓他們心中為之驕傲和滿(mǎn)意的答卷，同時(shí)也為子孫后代留下一筆寶貴的財(cái)富，就要從大橋開(kāi)始第一步做起，從組織、設(shè)計(jì)、施工處處彰顯科技之美、設(shè)計(jì)之美、管理之美、細(xì)節(jié)之美。山東高速膠州灣大橋建設(shè)總指揮長(zhǎng)姜言泉對(duì)大橋的建設(shè)精辟地概括出5個(gè)“新”：
防腐蝕體系新：大橋受鹽害、凍融、海霧、臺(tái)風(fēng)、暴雨、工業(yè)排放物等多重腐蝕環(huán)境的綜合作用，腐蝕環(huán)境嚴(yán)重惡劣，防腐蝕體系具有獨(dú)創(chuàng)性。
施工工藝新：大橋自開(kāi)工以來(lái)取得多項(xiàng)企業(yè)新紀(jì)錄，混凝土套箱無(wú)封底技術(shù)為世界首創(chuàng)。通航孔橋鋼箱梁大節(jié)段吊裝工藝、旋挖鉆機(jī)開(kāi)挖海上直徑2.5米樁群、基于RTK和V R S技術(shù)的全橋GPS測(cè)量定位系統(tǒng)，均創(chuàng)了國(guó)內(nèi)施工新紀(jì)錄。
設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新：通航孔橋斜拉橋采用分幅稀索鋼箱梁形式和銷(xiāo)結(jié)耳板錨固方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明快，具有獨(dú)創(chuàng)性；自錨懸索橋采用大跨徑獨(dú)塔260米單空間索面結(jié)構(gòu)，主梁為雙邊鋼箱梁＋橫向連接箱結(jié)構(gòu)，取消了海中懸索橋大型錨碇基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)造型恢弘。錨固體系在設(shè)計(jì)上獨(dú)具匠心；非通航孔橋首次大規(guī)模采用雙幅分離的60米跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)型式，整孔預(yù)制吊裝，施工工藝先進(jìn)，設(shè)計(jì)合理，提高了施工質(zhì)量、大大加快施工進(jìn)度。
建設(shè)運(yùn)作模式新：國(guó)內(nèi)首座通過(guò)項(xiàng)目法人國(guó)際招標(biāo)，采用BOT管理模式建設(shè)管理的海上特大型橋梁工程，由國(guó)內(nèi)大型企業(yè)對(duì)橋梁的施工、運(yùn)營(yíng)和移交進(jìn)行管理，與國(guó)際大型項(xiàng)目管理模式逐步接軌，是將我國(guó)大型橋梁工程管理水平推向世界化的一次歷史性嘗試，將為我國(guó)公路橋梁建設(shè)管理體制的提供新的參考和借鑒。
管理手段新：應(yīng)用4D技術(shù)和4D管理理念形成了山東高速膠州灣大橋4D施工管理系統(tǒng)，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)；采用銀團(tuán)貸款、銀行承兌匯票與人民幣利率掉期業(yè)務(wù)等融資模式相結(jié)合方式，實(shí)現(xiàn)融資，為國(guó)內(nèi)重大項(xiàng)目融資模式創(chuàng)新首創(chuàng)。
技術(shù)之刃
作為大型海上工程，風(fēng)、浪、鹽度大等一直是施工中的困難之處。由于大橋跨越海域大，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，工程規(guī)模浩大，冰凍問(wèn)題成為對(duì)大橋耐久性的特殊考驗(yàn)。這就意味著在混凝土施工質(zhì)量以及寬淺海域的長(zhǎng)大跨海橋梁施工方案和工藝的選擇上尤為重要。 北方海域的冰凍問(wèn)題對(duì)設(shè)計(jì)施工歷來(lái)都是極大的挑戰(zhàn)。青島海灣大橋所處膠州灣海域年冰凍期60天左右；年平均凍融循環(huán)50次；、海水含鹽度為29.4‰～32.6‰ ，接近國(guó)內(nèi)其他跨海大橋含鹽度的2倍；在抗凍融方面，山東高速青島海灣大橋建設(shè)指揮部做了大量的工作。
由于受海冰影響的只有承臺(tái)上部和墩柱下部（所謂的潮差區(qū)和浪濺區(qū)部分），承臺(tái)和墩柱下部屬于典型的受壓部位，綜合考慮受力特性、服役條件、施工便利以及耐久性要求等方面，指揮部選取既能保證大橋耐久性要求，又不致增加混凝土開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)的保護(hù)層厚度。同時(shí)，采用引氣混凝土生產(chǎn)及施工技術(shù)，向混凝土中引入適量、微小、均勻的氣泡，這樣可以確?；炷猎谑┕ぁ⒎燮陂g能夠經(jīng)受住海水凍融循環(huán)對(duì)混凝土的影響。
除此之外，應(yīng)用蓄水型透水模板布技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了排出多余拌和水與持續(xù)保濕養(yǎng)護(hù)混凝土的雙重功能，顯著提高結(jié)構(gòu)物表層混凝土的質(zhì)量，如表面致密性、早期回彈硬度、抗氯離子滲透性、抗海水凍融性等。還采用了國(guó)際領(lǐng)先的混凝土套箱技術(shù)，降低了海上承臺(tái)的施工難度，提高了對(duì)承臺(tái)的保護(hù),相當(dāng)于為承臺(tái)穿上了防彈衣,顯著提高了承臺(tái)的防海冰撞擊、防海水凍融破壞。
在施工中,非通航孔橋大規(guī)模采用60米跨整孔吊裝和大節(jié)段吊裝施工方案,大型混凝土箱梁的預(yù)制、吊裝施工,進(jìn)一步豐富了海上橋梁的施工經(jīng)驗(yàn),使國(guó)內(nèi)海上長(zhǎng)大橋梁的設(shè)計(jì)、施工新技術(shù)得到進(jìn)一步的拓展。除此之外，測(cè)量人員結(jié)合海上橋梁測(cè)量定位困難的特點(diǎn)，建立全橋G P S測(cè)量系統(tǒng)，大大提高了測(cè)量工效和工作質(zhì)量。在風(fēng)速觀測(cè)上，對(duì)橋位處紊動(dòng)風(fēng)的特性進(jìn)行了觀測(cè)和研究，填補(bǔ)了我國(guó)北方地區(qū)風(fēng)譜的空白。同時(shí)，在抗風(fēng)研究，大沽河航道橋進(jìn)行了大比例高雷諾數(shù)的渦振控制措施試驗(yàn)，大大促進(jìn)了國(guó)內(nèi)正在進(jìn)行的橋梁渦振研究，并在國(guó)內(nèi)首次進(jìn)行波浪和潮流共同作用下的沖刷試驗(yàn)研究，對(duì)沖刷研究進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性的探索。由于海上施工難度大，大橋在建設(shè)中設(shè)計(jì)了移動(dòng)滑移模架，獲得了多項(xiàng)專(zhuān)利。
科技進(jìn)步
整個(gè)山東高速膠州灣大橋建設(shè)工程高精尖技術(shù)課題多達(dá)45項(xiàng)，其中《水下無(wú)封底混凝土套箱關(guān)鍵技術(shù)》成功破解了海上水下承臺(tái)施工、防腐蝕、防撞擊等諸多難題。該技術(shù)核心成果主要有：一是發(fā)明充氣膠囊水下無(wú)封底技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了10米水深下的無(wú)封底方法創(chuàng)新，是我國(guó)圍堰施工技術(shù)的重大突破；二是發(fā)明彈性應(yīng)力吸收層預(yù)防套箱開(kāi)裂技術(shù)，成功解決了混凝土套箱開(kāi)裂老大難問(wèn)題；三是發(fā)明利用套箱提高承臺(tái)耐久性新技術(shù)；四是發(fā)明套箱提高承臺(tái)防撞能力新技術(shù)。
山東高速青島海灣大橋建設(shè)指揮部總工程師邵新鵬稱(chēng)，水泥混凝土降溫研究、通航孔橋上的耳板錨固新方式、低樁承臺(tái)實(shí)驗(yàn)等一系列閃爍著科技之光的創(chuàng)新細(xì)節(jié)，托起了長(zhǎng)龍臥波般的山東高速膠州大橋。
為確保海灣大橋高質(zhì)量建設(shè)，建設(shè)指揮部勇于創(chuàng)新，大膽引進(jìn)新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料，目前，已獲得國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)3項(xiàng)，省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)11 項(xiàng)，中國(guó)企業(yè)新紀(jì)錄21 項(xiàng)，市級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)1項(xiàng)，10項(xiàng)科研項(xiàng)目通過(guò)省、部立項(xiàng)。其中，水下無(wú)封底混凝土套箱技術(shù)獲20 09年度中國(guó)公路學(xué)會(huì)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，并獲得兩項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利及2 0 07-2 0 0 8年度國(guó)家一級(jí)工法；《基于I F C標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用》課題，20 09年獲建設(shè)部“華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)；可循環(huán)利用鋼套箱圍堰獲得山東省公路科技創(chuàng)新一等獎(jiǎng)；水泥混凝土降溫方案的研究獲得20 0 9年度中國(guó)公路學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)；山東高速膠州灣大橋高精度衛(wèi)星三維定位測(cè)量控制系統(tǒng)獲得了山東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；
《構(gòu)建膠州灣大橋施工動(dòng)態(tài)安全預(yù)警系統(tǒng)》成果獲得了2010年山東省企業(yè)管理創(chuàng)新成果獎(jiǎng)。
另有多項(xiàng)技術(shù)擬申報(bào)國(guó)家級(jí)更高獎(jiǎng)項(xiàng)，其中填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外空白的《特大跨海橋梁水下無(wú)封底混凝土套箱關(guān)鍵技術(shù)研究》擬申報(bào)國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)；《冰凍海城跨海大橋建設(shè)成套技術(shù)》課題擬申報(bào)國(guó)家科技進(jìn)步。（互聯(lián)網(wǎng)）
獲獎(jiǎng)鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)個(gè)人專(zhuān)訪錄
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