时间: 2024-12-13 00:03:43 | 作者: 爱游戏体育直播
1957年10月15日,67年前的今天,武汉长江大桥建成通车。在它67岁生日之际,极目新闻记者从中铁大桥局获悉,武汉长江大桥建设老专家、96岁的赵煜澄亲自撰写了一篇追忆文章——《修建武汉长江大桥有多难》,回顾那段誓把天堑变通途的峥嵘往昔。
近百年来,世界上桥梁深水基础唯一的施工方法就是气压沉箱法。气压沉箱犹如倒扣的一只饭碗沉入水底,“碗”内有压缩空气,水进不去,人在里面工作,要承受附加的大气压力。赵煜澄在文中写到,水深每增加10米就增加1个大气压力,水深40米时,人要承受4个大气压力,即每平方厘米有4公斤压力,这是气压沉箱法能承受水深的极限。
虽然沉箱中有空气,但是其中五分之四是氮气,五分之一是氧气,工人长时间在高压氧气中工作,脑部会导致“氧中毒”。氮气分子在高压下融入人的神经细胞,会产生轻度麻醉,时间一长,就会产生“氮醉”的麻痹现象,即所谓“沉箱病”。
除此之外,在沉箱内工作一段时间后,人的血液和体内组织溶解有很多氮气,因此必须在气闸室内经过一段时间慢慢减压,让氮气慢慢释放开来后,才能出沉箱。若直接出来,氮气会形成不溶解的气泡,在小血管中形成栓塞,妨碍血液流通,此即所谓的“减压病”。
赵煜澄回忆,按照苏联当时的规定:当沉箱内压力达到3.5到4.0个大气压时,即水深35到40米时,一个沉箱工人每天只能工作2个小时,其中进入气闸升压时间27分钟,降压时间60分钟,在沉箱内上班时间只有33分钟。
气压沉箱法的工作效率虽然低下,同时费用昂贵,有损工人健康,而且还冒着很大风险,但是这是当时世界上唯一的施工方法。
1953年上半年完成的武汉大桥初步设计中,江中8个桥墩都建议采用气压沉箱法。当年9月赴苏联技术检验判定的结论亦是同样:采用气压沉箱法。
1954年苏联专家组来到中国,组长西林从苏联一本煤矿工业杂志上获得了灵感,全新方法设备简单,操作容易,这种方法后来被称为冲击式钻机,简称“砸机”。
西林新建议的施工方法后被称为“管柱钻孔法”,完全摒弃了有百年历史的气压沉箱法,最大优点就是人们可在正常大气压力下工作。
从1954年10月至1955年6月,经过约8个月时间的紧张试验,无数次的失败、改进,最终取得了成功。从陆上钻头试验、管柱预制(先是小直径1.1米管柱,后改为直径1.55米管柱)、深水定位、下沉管柱(包括扶正),到岩面处理、水下钻岩一定深度、下钢筋笼、水下混凝土封底,最后再钻小孔穿过封底混凝土进入原始岩层取得岩芯进行全方位检查,此法完全取得成功。
管柱钻孔后水下混凝土填充质量是检查新方法效果的关键。赵煜澄依然清楚记得,全桥共有224根管柱,使用钻机钻取水下混凝土并更深入岩层一段距离的岩芯,便可检查水下混凝土强度质量及混凝土与岩层结合面情况。
最后结果显示,除早期施工的3个岩盘顶面有少量沙和碎石,其余21个均无夹层,说明清孔干净。同时填充混凝土强度亦均超出原有设计要求强度,每平方厘米170公斤。“管柱钻孔法”的成功得到了实践证明。
1955年12月,苏联工程运输部部长及专家们来汉交流经验,其中有一位“早期怀疑派”看到这些直径100毫米的钻芯实物后,禁不住竖起大拇指,高声说新方法完全成功,这是对世界桥梁建设的一大贡献。
在1954年,彼时还没有大型计算机,只有计算尺和手摇计算器。面对五次超静定,每一次荷载下应力分析,都要解析五个并列方程式。此外,结构杆件数量多,必须画出每根杆件的影响线,如果用传统方法计算,工作量超乎想象,使用简化的、近似的方法迫在眉睫。
为此,在钢梁计算开始时,首先假定截面都是常数,计算出支点反力,再将主桁分解为两个斜杆系统,求出各构件的内力和截面,据此截面再进行下一步计算。
这种方法不仅大大简化了计算工作,后期还得到了逐步优化。武汉长江大桥建设后期,曾用两列双机牵引的火车进行一系列荷载试验,证明上述近似计算方式基本符合实际情况。
有了计算作为基础,钢梁架设也作了提前谋划。在设计时让钢梁制造工厂化、标准化、样板化、机械化,如此采用悬臂法架设便能“游刃有余”,满足杆件制造尺寸准确,同编号的杆件可以互换,架设时不需扩眼的要求。
令赵煜澄印象非常深刻的是,武汉长江大桥钢梁板束累计最大厚度达170毫米,使用传统又长又粗的直径26铆钉很难铆合。经过工地研究,创新制成了一种高头锥体形钉杆铆钉,替代原有半圆形钉头直杆铆钉,施铆肘又加用跳动式风顶,这样大幅度提升了铆钉的填实度。历经近70年的风霜雨雪,全桥近百万个工地铆钉无一松动,创造了钢梁铆合的奇迹。
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