中交二航局聚焦深中（12）| “刚柔并济”打造世界最大海中锚碇

2020年12月24日，伶仃洋大桥东锚碇第10层填芯混凝土浇筑完成，标志着世界最大的海中锚碇从水下转入水上施工。“这都多亏了我们研发的‘钢管桩+工字型板桩+平行钢丝索’围堰自平衡柔性组合结构体系。”二航局深中通道伶仃洋大桥项目副经理兼副总工程师刘建波回想起海中锚碇建设时的种种困难，难掩内心激动。

伶仃洋大桥为跨径 1666 米的三跨全漂浮体系悬索桥，其中，用来锚固主缆的东锚碇是深中通道的关键控制性工程。根据施工工艺流程，首先要打设钢管桩形成圆型围堰，待填砂后，形成人工岛，为锚碇作业提供陆地施工条件。可是，面对珠江口地区风大浪急、台风频发的工况，以及前期全海上作业的情形，二航局建设者在制定围堰筑岛施工方案时，可没少费了功夫。

“我们可以学习港珠澳大桥。”刘建波在工前策划会上，第一时间想到了当前世界上最先进的做法——全刚性围堰筑岛方式。可是，港珠澳大桥是通过打设直径22米的钢管桩形成永久性围堰筑岛，用钢量巨大，而东锚碇所需围堰仅仅是临时性的，项目团队思考再三，决 定寻求新的工艺。

刘建波带领技术团队开始技术攻关，在查阅国内外经典案例后，日本白鸟大桥的柔性筑岛方式引起了大家的注意，白鸟大桥是通过打设直径1米的钢管桩，形成临时围堰，具有用钢量少，造价低，建设速度快的优点。然而，珠江口水域风急浪大，每年“到访”的台风就有4到6个，这种过于柔性的筑岛方式根本无法应对伶仃洋上的恶劣天气，技术攻关陷入僵局。

“‘刚柔并济’是唯一的出路。”在反复对比港珠澳大桥和白鸟大桥的筑岛工艺后，刘建波坚定了自己的想法。可如何实现‘刚柔并济’呢？经过多番研讨，团队成员达成了共识，就是在围堰的用钢量上做文章。“首先要确定钢管桩的直径。”刘建波介绍，经过建模测验，团队成员发现，直径2米钢管桩可以抵抗海流的影响，满足筑岛的承力要求。接下来就要解决钢管桩之间的连接问题，刘建波从古老的榫卯结构得到启发，决定在相邻钢管桩间各镶上一个朝外的“C”型锁扣，将“工”型板桩卡入相邻锁扣内，起到挡土、传力、连接的作用，如此一来，“工”型板桩可以在“C”型锁扣内适度晃动，不仅提高了结构的稳定性，还降低了围堰合拢的难度。

“结构还有优化的空间。”耳边时常回响起伶仃洋上拍浪声的刘建波，又在该结构适应不断变化荷载的能力上动起了心思。经过反复研讨，刘建波从“水桶环箍原理”得到启发，即在原有结构外围增加7根平行钢丝索进行水平环向约束。这些钢丝索将158根钢管桩紧紧围绕在一起，柔性的钢丝索起到了平衡内外荷载的作用，于是，一种“钢管桩+工字型板桩+平行钢丝索”围堰自平衡柔性组合结构体系应运而生。

实践出真知。如今，伴随着锚碇筑岛的顺利完成，刘建波悬着的心终于放了下来。2020年，经过中国公路学会的鉴定，“钢管桩+工字型板桩+平行钢丝索”围堰自平衡柔性组合结构体系被认定为“达到国际领先水平”。

来源：广州建设 二公司

文字：梁雨微

图片：杜才良