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馬來西亞賺麻?中國為其建14.5億最長跨海大橋,被嘲笑卻終獲驚喜

作者:科普啟示錄

馬來西亞槟城二橋是東南亞地區最長的跨海公路大橋,該橋全長22.5公裡,其中跨海橋面長16.5公裡,橋面寬度28.8米,是馬來西亞2006年~2010年第九個五年規劃期間的重點發展項目,項目總投資為14.5億美元。

2008年10月20日,中國港灣工程公司以6.8億美元的價格中标馬來西亞槟城二橋項目的主體工程,雙方約定工期為42個月。

槟城二橋是中馬之間最大的合作項目,也是此前20年中規模最大的土建工程,但中國在修建這條東南亞最長跨海大橋的同時,卻使用上了與建橋看似毫無關聯的橡膠材料。面對中國工程團隊的“意外之舉”,外界當時流言四起,甚至将其渲染為中方是在偷工減料。

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但事實真的如此嗎?中方在修建槟城二橋時又遇到了哪些困難?

東南亞第一跨海大橋

馬來西亞是東南亞國家,總面積33萬平方公裡,國土可分為加裡曼丹島北部的東馬和馬來半島南側的西馬兩部分。馬來西亞周邊分布着一千多個島嶼,其中槟榔嶼就位于西馬西北側。這座島嶼面積293平方公裡,東側因海峽與馬來西亞本土分開,因盛産槟榔而聞名。

槟榔嶼位于馬六甲海峽北側出口處,海運的昌盛讓馬六甲海峽地位突飛猛進,槟榔嶼也得勢崛起,成為全亞洲最興榮的航運中心之一。20世紀末,槟榔嶼成為了馬來西亞的旅遊中心。而槟城作為槟榔嶼的城市之一,同時也是馬來西亞第二大城市,是區域和國際性工商旅遊業中心。

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但中間相隔的海峽讓島嶼和馬來西亞本土距離最長達16公裡,交通限制了兩岸的發展,人們隻能靠駁船通行。于是在1982年馬來西亞在槟城與威省兩地間修建槟威大橋(槟城一橋),大橋長8320米,并于1985年順利通車,打破了槟城與大陸之間沒有道路的曆史。

槟威一橋自開通以來,極大促進了兩地交流以及槟城經濟發展,但日漸高增的交通量也讓槟威一橋不堪重負。為了進一步滿足當地發展需求,馬來西亞政府決定啟動蘇丹阿都哈林大橋(槟城二橋)建設項目。

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2000年中國港灣以設計建造總承包模式,承建了槟城二橋主體項目。槟城二橋全長22.5公裡,屬于雙向四車道和雙向機車道的高速公路橋,設計速度每小時80公裡。采用S形曲線的平面線形和兩次起伏的立面線性,讓整座大橋無論是遠觀還是行駛,都能起到優美舒适的效果。

槟城二橋融合馬來西亞文化元素,參照了清真寺尖塔設計,整個橋面安裝了密集的長杆路燈,鋪設裝飾了LED景觀照明燈。夜空點亮時,觀賞起來燈火輝煌,如此已經成為了馬來西亞别具一格的标志建築。

從2009年開工建設到2014年正式通車,這座耗資14.5億美元的大橋成為大陸企業在國外實施最長的跨海大橋項目。國内參建機關衆多,并且施工難度大,海下地質情況複雜,建設期間更是遇到了種種困難。

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建橋困難史

首先是馬來西亞頻繁變換的溫度環境,對于建築耐久性而言,最令人擔憂的不是高腐蝕性環境,單一的惡劣環境可以專攻,但頻繁變化的環境卻難以預防。

槟城二橋建築點正處于多變的環境之中,晝夜溫差、潮汐腐蝕、強太陽光、頻繁降雨的幹濕、降雨形成的淡水與海洋高鹽交彙形成的鹽分變化,都為大橋混凝土材料造成沉重負擔。

熱帶地區的施工環境是國内工程隊鮮有涉及的,這對于我們既是一次巨大的挑戰,也是一次寶貴的經驗積累。

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比如槟城二橋建設途中,需要将每塊百噸重的箱梁,以搭積木的方式依次拼接而成。龍門吊橫跨在橋梁兩側,接着用挂籃系統把百噸箱梁懸吊起來,安裝在主梁上,緊接着勞工們使用高效粘合劑與高強度鋼索将其固定。最後就是利用液壓油缸推進挂籃,每個箱梁依次建成即可。

在建設箱梁時,國内工程隊依照以往經驗,用鋼筋混凝土澆築而成。按理說這種方式澆築成的箱梁,應該堅固無比、承重能力優異。但在槟城二橋建設中,我們的箱梁卻屢次出現開裂問題,一旦施加壓力,甚至會出現碎成渣土的現象,這顯然不符合建設标準。

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中方團隊不可能使用劣質箱梁建設,于是我們開始尋找問題緣由,對各方面進行排查。最終發現問題的根源竟然與馬來西亞當地的土質有關。

馬來西亞土質特殊,其土質用于制造混凝土,無論是硬度、密度都無法達到标準要求,再加上馬來西亞常年高氣溫極易導緻混凝土熱形變。

找到問題根源後,大陸開始從日本與國内大規模進口高強度材料。同時為了降低混凝土溫度,還會在攪拌過程中不斷加入冰塊降溫,讓混凝土溫度始終保持在36℃以下。在鋼結構中也提前預裝了冷水管,利用冷水循環進行降熱。

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箱梁的問題得到了完美解決,但樁基強度問題在當時也難倒了一衆工程師,迫使我們不得不做出創新改變。

打樁是建橋的首個工程,在馬來西亞交接項目之初,就提出大橋要具備扛七級地震的能力。這是因為馬來西亞雖未地處環太平洋地震帶上,但卻遭受活斷層影響,依然會有地震發生,比如2015年沙巴州的5.9級地震。

為了保證大橋強度,我們動用現今打樁機,将鋼管直直插入海下120米深處,并且設計樁基鋼護筒作為承重柱,整個大橋足足打了5168個樁基,其中最深的有133.15米深。

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但再牢固的樁基,也無法保證大橋能耐住大地震來襲時的晃動,為了減小地震時的橋體晃動,大陸工程師首次使用了具備高彈性、不易變形特性的橡膠材質,制造而成了高阻尼橡膠隔震支座。

橡膠隔震支座代替了傳統鋼鐵軸承,剛性結構轉向柔性結構,能更高效的分散地震能量,無論是橫向亦或者縱向地震波,都能保證充分吸收。中國團隊史無前例的創新也讓槟城二橋足足具備7.5級抗地震能力。

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跨海大橋兩端同時開修,可如果出現合攏時中間對不上怎麼辦?槟城二橋在合攏對接時,就意外出現了上下3厘米左右的誤差。

3厘米偏差,看似毫不起眼,但放在時速80公裡的路面上,對于行駛中的汽車就是巨大的安全風險。為了消除橋體兩端的高度差異,工程團隊往低橋面注水100噸、高橋面注水150噸。在重力差的作用下,高橋面也被不斷牽引下來,最終橋面成功得以對齊。

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在槟城二橋修建過程中,由馬方負責承建的一段引橋竟然出現了垮塌,造成4人當場死亡。後來中方完工時,馬方提出對整個大橋重新進行驗收,标準是承重超過1200噸。

馬方動用17輛卡車,總重超過595噸,行駛過程中要求水準偏轉不能超過31毫米。結果中方承建的槟城二橋不僅承重優秀,而且經實際測量最大水準偏轉也不超過25毫米。

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2014年大橋通車,馬來西亞政府由衷贊歎“萬幸選擇了中國公司”,大陸赢得了馬來西監理中國公司,NO.1的贊譽,并且該工程于2016年榮獲中國建築工程魯班獎。中國的國際影響力,将随着一項項大型工程的坐落而日益擴大。

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