馬來西亞檳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標馬來西亞檳城二橋項目的主體工程,雙方約定工期為42個月。
檳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,卻使用上瞭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,甚至將其渲染為中方是在偷工減料。
但事實真的如此嗎?中方在修建檳城二橋時又遇到瞭哪些困難?
東南亞第一跨海大橋
馬來西亞是東南亞國傢,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。馬來西亞周邊分佈著一千多個島嶼,其中檳榔嶼就位於西馬西北側。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,因盛產檳榔而聞名。
檳榔嶼位於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,檳榔嶼也得勢崛起,成為全亞洲最興榮的航運中心之一。20世紀末,檳榔嶼成為瞭馬來西亞的旅遊中心。而檳城作為檳榔嶼的城市之一,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。
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,交通限制瞭兩岸的發展,人們隻能靠駁船通行。於是在1982年馬來西亞在檳城與威省兩地間修建檳威大橋(檳城一橋),大橋長8320米,並於1985年順利通車,打破瞭檳城與大陸之間沒有道路的歷史。
檳威一橋自開通以來,極大促進瞭兩地交流以及檳城經濟發展,但日漸高增的交通量也讓檳威一橋不堪重負。為瞭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(檳城二橋)建設項目。
2000年中國港灣以設計建造總承包模式,承建瞭檳城二橋主體項目。檳城二橋全長22.5公裡,屬於雙向四車道和雙向摩托車道的高速公路橋,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,都能起到優美舒適的效果。
檳城二橋融合馬來西亞文化元素,參照瞭清真寺尖塔設計,整個橋面安裝瞭密集的長桿路燈,鋪設裝飾瞭LED景觀照明燈。夜空點亮時,觀賞起來燈火輝煌,如此已經成為瞭馬來西亞別具一格的標志建築。
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我國企業在國外實施最長的跨海大橋項目。國內參建單位眾多,並且施工難度大,海下地質情況復雜,建設期間更是遇到瞭種種困難。
建橋困難史
首先是馬來西亞頻繁變換的溫度環境,對於建築耐久性而言,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。
檳城二橋建築點正處於多變的環境之中,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匯形成的鹽分變化,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內工程隊鮮有涉及的,這對於我們既是一次巨大的挑戰,也是一次寶貴的經驗積累。
比如檳城二橋建設途中,需要將每塊百噸重的箱梁,以搭積木的方式依次拼接而成。龍門吊橫跨在橋梁兩側,接著用掛籃系統把百噸箱梁懸吊起來,安裝在主梁上,緊接著工人們使用高效粘合劑與高強度鋼索將其固定。最後就是利用液壓油缸推進掛籃,每個箱梁依次建成即可。
在建設箱梁時,國內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。但在檳城二橋建設中,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,這顯然不符合建設標準。
中方團隊不可能使用劣質箱梁建設,於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,其土質用於制造混凝土,無論是硬度、密度都無法達到標準要求,再加上馬來西亞常年高氣溫極易導致混凝土熱形變。
找到問題根源後,我國開始從日本與國內大規模進口高強度材料。同時為瞭降低混凝土溫度,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瞭冷水管,利用冷水循環進行降熱。
箱梁的問題得到瞭完美解決,但樁基強度問題在當時也難倒瞭一眾工程師,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。
為瞭保證大橋強度,我們動用現今打樁機,將鋼管直直插入海下120米深處,並且設計樁基鋼護筒作為承重柱,整個大橋足足打瞭5168個樁基,其中最深的有133.15米深。
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,為瞭減小地震時的橋體晃動,我國工程師首次使用瞭具備高彈性、不易變形特性的橡膠材質,制造而成瞭高阻尼橡膠隔震支座。
橡膠隔震支座代替瞭傳統鋼鐵軸承,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檳城二橋足足具備7.5級抗地震能力。
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?檳城二橋在合攏對接時,就意外出現瞭上下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,對於行駛中的汽車就是巨大的安全風險。為瞭消除橋體兩端的高度差異,工程團隊往低橋面註水100噸、高橋面註水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。
在檳城二橋修建過程中,由馬方負責承建的一段引橋竟然出現瞭垮塌,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,標準是承重超過1200噸。
馬方動用17輛卡車,總重超過595噸,行駛過程中要求水平偏轉不能超過31毫米。結果中方承建的檳城二橋不僅承重優秀,而且經實際測量最大水平偏轉也不超過25毫米。
2014年大橋通車,馬來西亞政府由衷贊嘆“萬幸選擇瞭中國公司”,我國贏得瞭馬來西監理中國公司,NO.1的贊譽,並且該工程於2016年榮獲中國建築工程魯班獎。中國的國際影響力,將隨著一項項大型工程的坐落而日益擴大。