从望洋兴叹到望洋赞叹 胶州湾大桥改写城市地理

壮美恢宏的胶州湾大桥横跨海湾,连接三地,成为一张靓丽的城市名片。 山东高速青岛发展有限公司供图

半岛记者　付晓晓

长桥卧波,跨海桥梁蜿蜒海面,宛若蛟龙。凌空飞架,海上通道联通两岸,气势如虹。日前,“伟大的变革——庆祝改革开放40周年大型展览”在国家博物馆开幕,胶州湾大桥惊艳亮相,成为我国改革开放的一个生动注脚。

2011年6月30日,胶州湾大桥通车。东起于崂山区海尔路,西止于西海岸新区红石崖,全长36.48公里,将青岛市区、西海岸新区与红岛连成一体,胶州湾大桥扩展了岛城城市框架。通车七年多,它以壮美恢宏的姿态屹立海上,承载无数车辆穿梭往返,成为一张靓丽的城市名片。

赶着潮水去上工

横跨胶州湾,连接“青黄红”。胶州湾大桥是我国北方冰冻海域首座特大型桥梁集群工程,建设条件复杂,工程难度大,也是世界桥梁建筑史上建设标准和科技含量最高的桥梁之一。

胶州湾大桥由山东高速集团代表省政府出资人职责投资建设、经营管理。从1993年4月开始,经历规划、可行性研究、设计、招投标等阶段,至2006年12月26日开工,历时13年零8个月,再加上4年多建设期,到2011年通车,包括两院院士等在内的数百名中外专家学者和一万多名参建人员为大桥付出了智慧和汗水。山东高速青岛发展有限公司副总经理王兆星,是参与胶州湾大桥建设的主要工程师之一。

大桥的建设是一个攻坚克难的过程,据王兆星介绍,“胶州湾海域属北方季风气候,长年受季风、台风、海雾、冻融交替影响,施工有效作业天数每年在200天左右。海域水深整体较浅,潮汐影响明显,潮差大,必须进行疏浚以停靠大型船舶,施工时需要趁高潮位时连续作业。所以我们有个说法,叫赶着潮水去上工。”

胶州湾是青岛的母亲湾,又是重要的养殖区,王兆星说,大桥施工过程中采取封闭式拌和、废弃物集中处理、钻孔泥浆入船和钻渣外运等措施,保证了桥位海域不受施工污染。此外,胶州湾大桥部分路段位于浅滩区域,“大型船舶无法进入作业,我们通过搭设临时施工栈桥运输材料设备和停放施工机械,再结合小型船只进行施工。”王兆星告诉记者,通过一系列严格管理机制,在大桥优质、高效施工的同时,也保证了施工安全。

关键部位有芯片

“工欲善其事,必先利其器。”每一项浩大工程背后,都有技术上的创新来夯实基础、引领突破,在胶州湾大桥建设中,也涌现出了一些重大的技术创新。

大沽河航道桥是胶州湾大桥最复杂的项目,设计人员采用大跨径独塔260米单空间索面结构,主梁为双边钢箱梁+横向连接箱形式,取消了海中悬索桥大型锚碇基础。大沽河航道桥由此成为国内首座独柱塔、分体式钢箱梁、中央空间索面自锚式悬索桥,是胶州湾大桥的标志性工程。

胶州湾大桥海上承台达1258个,均被设置在浪溅区和水位变化区,该区域承台施工环境恶劣、腐蚀环境特别严重。为此,技术人员研发了“水下无封底混凝土套箱技术”,实现了10米水深下的无封底。王兆星表示,该技术为世界首创,填补了国内外桥梁水下基础施工技术的一项空白。“这项技术降低了施工难度,使施工周期至少缩短了两个月。而且混凝土套箱可以为承台提供永久性保护,提高承台的耐腐蚀性能和抗船舶撞击能力,可以延长承台寿命50年。”水下无封底混凝土套箱技术曾获2011年国家科学技术发明奖二等奖,其核心技术应用到了港珠澳大桥建设中。

胶州湾大桥位于北方冰冻海域,且海水含盐量高,会受到盐害、冻融、海雾等多重腐蚀环境综合作用,防腐体系的创新则是胶州湾大桥工程的另一个亮点。据王兆星介绍,为防止钢结构腐蚀,先喷涂锌铝合金,再涂刷封闭漆、中间漆、面漆,对大桥施加了多重保护。“在大桥关键部位还放置了高科技传感芯片,随时监控防腐系统的效用发挥。”

“无感支付”过桥捷

百年大桥,七分建设,三分养护。“胶州湾大桥的设计基准是100年。”王兆星说,独创性防腐体系的设计和运用相当于为大桥穿上了坚实的保护衣,而前期建设上的投入也为后期养护节约了精力和成本。与此同时,胶州湾大桥的日常养护依然不能松懈。桥梁养护管理系统实现信息化,充分利用大桥结构健康检测系统和暴露实验站,为科学养护提供技术支撑。

通车七年来,胶州湾大桥日均通行量2.62万辆,2018年日均车流量达到3.91万辆,累计通行车辆接近8000万。各相关部门密切配合,有效有序地维持着胶州湾大桥的日常运营管理。

在运营方面,智慧交通是胶州湾大桥正在推进的方向。据王兆星介绍,“大桥目前已启动了电子巡查和气象预警,将智能设备与人工相结合。”电子道路监巡通过100余台监控摄像机对全桥实施全面监控,及时快速处理交通事故、违规上桥、落物等应急情况。气象预警通过气象系统监测的气象数据,在恶劣天气时自动报警,监控收到报警信息后及时配合交警等部门联动作出应对措施。“这样做的目的是将恶劣天气对大桥运营的影响降到最低,为司乘人员提供安全的通车环境。”

胶州湾大桥的支付方式也在追随时代步伐逐渐改进。2018年1月,山东高速胶州湾大桥正式开通“全支付”车道,并率先使用高速公路“无感支付”方式,最大限度方便公众出行。

一桥飞架四地通

事实上,早在1984年国家批复设立青岛经济技术开发区时,就有了修建跨海大桥的设想。青岛市迫切需要在青黄两地之间建设跨海通道工程,消除两地交通瓶颈。随着改革开放的持续深入,大桥、隧道和地铁等立体交通网络逐渐完善,“青黄不接”“青红不连”的历史早已终结。

2011年9月,美国财经杂志《福布斯》评选出“全球最棒的11座桥梁”,山东高速胶州湾大桥是当时中国唯一上榜的桥梁。上榜理由是大桥的建设创造了中国乃至世界的数项桥梁历史纪录。在荣誉的身后,胶州湾大桥对青岛命运的改变有更现实的意义。它将青岛市区、西海岸新区与红岛连成一体,正在施工的胶州连接线工程,将实现胶州湾底部城区的四地联通。

王兆星告诉记者,“胶州连接线工程2017年开工,主桥建设经验可以直接用,节约很多心力,但也有一些工程难点。”胶州湾大桥已经通车,但是新建B匝道桥要上跨胶州湾大桥,技术人员为此采用了双向顶推、跨中合龙的施工工艺,最大限度减小施工期间对桥下车辆通行的影响,也能有效缩短施工工期。目前,胶州连线工程累计完成全部桩基,承台和桥墩完成约80%,箱梁完成46孔,接近总量一半。王兆星说:“胶州连接线工程合同工期三年半。我们会加大投入,增加施工作业面,争取尽早建成通车。”