两个核心看点:
1.站在吃瓜群众的角度,我们看看中国建造,是如何做到一战成名天下知的。
2.我们从专业的角度来看看,堪称世界之最的美国新海湾大桥到底有多难。
美国海湾大桥(新桥-旧桥)
中国基建狂魔的美誉,毫不夸张地说,已经得到了全世界的认可。但总有些人表示不服,想来挑战一把,而在这份挑战的大名单里,为首的就是美国。它挑战什么不好,非要挑战中国基建,这不明显自讨苦吃嘛,2006年,美国出资500亿,由中国建造的美国旧金山地标性建筑,新海湾大桥,就给美国好好上了一课,基建狂魔并非浪得虚名,咱在海外炫技也不是第一次了。
下面我们就从两个维度来聊聊,世界上最贵、最漂亮、技术含量最高、寿命最长、创造了数项世界第一的,美国新海湾大桥到底有多难,中国又是如何啃下这块硬骨头的。
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美国新海湾大桥
其实,美国海湾大桥早在1936年就已经建成通车,每天通车量大概在25-30万辆次,是连接旧金山到奥克兰的重要交通线路。到了1989年,因为旧金山发生了一次6.9级大地震,导致海湾大桥东侧有一段被震跨,经过1个月的维修后重新开放,但没过多久再次断裂。时间到了2006年,美国当局决定,投入约500亿,重建海湾大桥东段,长度2.88公里。接着,开始向全球招标,一时间,世界豪强,西欧、日本、韩国、中国等,纷纷加入了这场征战中,大家都很清楚,美国新海湾大桥是一战成名天下知的大项目,一旦干成,面向世界的业务将会源源不断的自己找上门,这样的机会中国当然不会错过。
起初,美方代表多次表示,中国几乎没有中标的机会,但令他们没想到的是,战斗到最后的竟然是两家中国公司。一家是我国上海振华重工,拿下了该桥4.5万吨钢结构建造的任务。一家是击败当时世界行业老大日本新日铁公司的,上海浦江缆索,主要负责生产缆索。
美国新海湾大桥(夜景)
中国力压群雄,拿到了该桥95%的建造任务,但是所服务的这个主,美国可不是什么善茬。把这么重要的项目交给中国企业干,美国着实有很多顾虑,于是便提出了很多苛刻的要求。
由于振华重工并不是专业桥梁建造企业,美国便派遣专家团前往振华重工长兴岛基地实地考察。但他们不能否认的是,在全球的龙门吊市场中,振华一家就垄断了超过80%的市场,绝对的行业第一位。而且,在美国所有的港口中,有90%的起重机由振华制造生产。这个时候美国人又提出了新的要求,焊工必须获得美国焊接协会技术认证,这对基本功扎实的中国人来讲,都是小意思。振华重工拥有7500名持证焊工、其中1000多名获得美国焊接协会技术认证的焊工,同时还拥有专业远洋运输船队,加工成型的钢结构可以借助自己的运输船,从上海运送至美国,凭借世界一流的钢结构制造实力,曾给加拿大金穗大桥、美国加州卡昆兹二桥等国际项目都贴上了中国标签。
美国加州卡昆兹二桥
就这样,美国人仍然步步紧逼,加工期间,他们派遣了150多人到上海进行监工。一个中国焊工的背后甚至要站着3个美国人进行监督。在焊接结束后要1毫米1毫米,一个点一个点地进行复查,检查焊接点是否有开裂问题。他们吹毛求疵的程度已经远远超过了当时美国桥梁建造的标准。
钢桥焊接工作
看到这一幕,我国施工人员发现,原来美国人竟然这么喜欢玩,那么我们就陪他们玩玩,在他们面前展示一下什么叫做中国超级高水平。在桥塔进行加工的时候,美国要求垂直度到达1/2500,我们给你提高一倍,到达1/5000。钢塔拼装精度要求1/1000,我们再提高一倍多,达到1/2500。所有美国要求的技术安全指标,都给他提升了一倍,最重要的是,我国还提前5个月完工,2011正式交付,为美国节省了4亿美元的成本,同时美方也拿出了3000万美元作为奖励。这才让美国工程界终于服了,基建狂魔并非浪得虚名!
看到这里,或许您对大桥的本身还并不是很了解,接下来,就是我们要聊的第二个问题,从专业的角度来分析一下,美国新海湾大桥到底有多难。
美国新海湾大桥位于最活跃的两条断层线之间
首先这座桥的地理位置就决定了它世界级的难度,它位于美国的旧金山,而旧金山恰巧处于美国最活跃的两条断层线之间,海沃德断层线与圣安德雷斯断层,新海湾大桥就夹在这两者中间。这无异于要求你在船上盖房子一样,要想房子稳,就必须和船成为一个整体,船晃你也晃,跟着船只一起晃。加上旧海湾大桥被地震震垮的教训,美国对新桥梁的抗震提出了极高的要求,双向12车道,可抗八级地震,使用年限150年,各项数据均为世界之首。
这时,美国的设计师就提出了一种前所未有的方案,大跨度单塔自锚式抗震悬索钢桥。建成后,将成为与自由女神相媲美的地标性建筑,是世界同类钢结构桥梁中技术难度最高、跨度最大的自锚式悬索桥。
大跨度单塔自锚式抗震悬索钢桥
我们先来硬核科普一下,什么是自锚式抗震悬索桥,它和自锚式悬索桥有啥区别?一般的悬索桥由这几部分组成,比如位于我国湖南省境内的矮寨大桥,垂直的桥塔,水平的桥面,悬挂在桥塔上的大钢链子,专业术语称为缆索,还有桥梁两侧锚固这些大铁链子的锚固端,悬索桥正是依靠这些悬挂在主塔上的大铁链子,支撑着整座桥梁。再来看看美国新海湾大桥的设计,他只有1个垂直的桥塔,水平的桥面,而且它的那几根大铁链子是锚定在桥面本身的。就好比农民担水一样,不仅要把水担起来,还要自己保持平衡,这就是所谓的自锚式悬索桥,也是有史以来第一座用单根1.6公里长的缆绳悬拉的桥。
主塔身由4根变截面、不等边的5面体组合而成
再来看它是如何做到抵抗8级地震的。秘密就隐藏在主塔和桥面中。
这个主塔可谓是难倒了不少英雄好汉,高度148m,重1.3万吨,塔身由4根变截面、不等边的5面体组合而成,更难的是我们还要把4根这样的塔柱,通过120根连接件组合起来,就比如叠罗汉一样,依靠人与人之间的合力而稳稳地搭起来,即便是振华重工也是头一遭。而这么设计的最大原因就是为了满足抗震要求,它的120根连接件在地震中,会随着地震运动,吸收掉地震的能量,从而保证4根主塔不受地震损坏。有点像中国太极一样,借力打力,以柔克刚,轻松卸掉地震中巨大的能量。
桥梁伸缩套管
为了能够抗震,新海湾大桥的桥面更是有讲究,它具备了一定的伸缩功能,采用了一种所谓毁坏性控制的方案,在桥面的拼接处安装了特制的套管,它会随着地震一起运动,伸缩长度可达1米以上,这些庞大的减震器使得新海湾大桥有了一定的韧性,就好比我们平时乘坐的地铁一样,每节车厢就好比每块桥面,而车厢之间的连接处,就如同这个连接套管,列车剧烈的晃动全靠连接处减弱,正所谓技高人胆大。
不知大家有何看法?