“近些年來(lái)，中國(guó)在多個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)造了大量的世界之最。這一個(gè)個(gè)的‘世界首次’‘世界第一’深刻地改變了中國(guó)，也令世界驚嘆。”近日，央視《焦點(diǎn)訪談》欄目在推出的“登攀”系列節(jié)目開欄語(yǔ)中如是說(shuō)，并首推在建的常泰長(zhǎng)江大橋，報(bào)道了大橋在建設(shè)過(guò)程中上演的突破和創(chuàng)新的故事。
與傳統(tǒng)橋梁不同，常泰長(zhǎng)江大橋是長(zhǎng)江上首座集高速公路、城際鐵路、一級(jí)公路“三位一體”的過(guò)江通道，位于泰州大橋與江陰大橋之間，全長(zhǎng)10.03公里，跨江連接常州與泰州兩市，于2019年開工建設(shè)，計(jì)劃于2025年建成通車。
作為在建世界最大跨度公鐵兩用斜拉橋，常泰長(zhǎng)江大橋結(jié)構(gòu)新穎，規(guī)模較大，可歸納為“四個(gè)首創(chuàng)，六個(gè)世界之最”。“四個(gè)首創(chuàng)”包括新型塔梁約束體系、空間鉆石型橋塔、臺(tái)階型沉井基礎(chǔ)以及組合索塔錨固結(jié)構(gòu)，“六個(gè)之最”為最大規(guī)模多功能荷載非對(duì)稱布置橋梁、最大跨度斜拉橋、最大連續(xù)長(zhǎng)度鋼桁梁、最大尺度炭纖維復(fù)合材料拉索、最大跨度公鐵兩用鋼桁拱橋、最高強(qiáng)度橋用平行鋼絲斜拉索。
在實(shí)際建設(shè)施工中，是如何實(shí)現(xiàn)這些“首創(chuàng)”和“之最”的呢？
11月30日，站在泰興市虹橋鎮(zhèn)的長(zhǎng)江岸邊，放眼望去，悠悠江水之中，江心高聳的鉆石型主塔直指藍(lán)天，兩側(cè)蛟龍般的鋼桁拱橋橫臥江面，蔚為壯觀。來(lái)到常泰長(zhǎng)江大橋5號(hào)墩施工現(xiàn)場(chǎng)，雙主桁橋面吊機(jī)正“左右開弓”，仿佛橋塔兩側(cè)安上的藍(lán)色“雙翼”，同時(shí)吊起一對(duì)總重3092噸的鋼桁梁，同步提升至江面上60米的高度，與之前已安裝梁段完成連接。
“這是大橋北側(cè)懸拼的第5對(duì)鋼桁梁。”中交二航局常泰長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目部常務(wù)副經(jīng)理王輝說(shuō)。該橋面吊機(jī)由項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研制，集成了可視化吊裝系統(tǒng)、智能調(diào)位及快速定位系統(tǒng)、自動(dòng)倒換軌道及行走控制系統(tǒng)、輔助掛索等功能，最大起重量為2000噸，最大起升高度80米，吊幅13米至23米，相當(dāng)于能一次性將1400輛小汽車的重量吊至25層樓的高度，為國(guó)內(nèi)同類型產(chǎn)品中起重量最大。
10月5日，大橋兩座主塔全部實(shí)現(xiàn)封頂。主塔高350米，為目前世界最高斜拉橋橋塔，是整個(gè)橋梁的核心工程。
“如果把大橋比作人的身體，那么，這兩座主塔便是人的兩條腿，而主塔下面、在水里的沉井，就是兩條腿能否有力的關(guān)鍵，這是當(dāng)時(shí)世界最大水中沉井基礎(chǔ)，鋼沉井用鋼量達(dá)到1.8萬(wàn)噸。”王輝介紹。為打好主塔水下基礎(chǔ)，建設(shè)者們首創(chuàng)采用臺(tái)階型減沖刷、減自重沉井，在降低沉井重量的同時(shí)，2021年3月9日，大橋5號(hào)墩鋼沉井率先完成封底施工。項(xiàng)目部耗時(shí)一年，讓沉井在江中實(shí)現(xiàn)了“兩次接高、三次井壁混凝土澆筑、四次取土下沉、五次封底混凝土澆筑”。沉井入土下沉總深度為50.5米，取土方量約24.4萬(wàn)立方米，封底混凝土4.2萬(wàn)立方米，施工難度大。為此，中交二航局研發(fā)了適用于粉質(zhì)黏土層的電動(dòng)雙頭鉸刀、氣水混合沖射破土設(shè)備、水下機(jī)械臂取土機(jī)器人等專用裝備，大幅提高了施工效率。在下沉過(guò)程中，共投入38臺(tái)套智能裝備，實(shí)現(xiàn)平均每天下沉45厘米，創(chuàng)造了粉質(zhì)黏土層大型沉井下沉最快紀(jì)錄。
此外，大橋主塔中、下塔柱首創(chuàng)采用了空間鉆石型混凝土索塔，有效提高結(jié)構(gòu)剛度，降低單個(gè)塔柱結(jié)構(gòu)尺寸，避免大體積混凝土開裂問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了景觀與結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。上塔柱首創(chuàng)采用了“鋼箱-核心混凝土”組合主塔錨固結(jié)構(gòu)，通過(guò)充分利用鋼與混凝土兩種不同材料的力學(xué)性能差異，來(lái)實(shí)現(xiàn)索塔錨固體系整體和局部受力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而有效提高使用效率。
據(jù)介紹，為實(shí)現(xiàn)超高鋼-混組合索塔高品質(zhì)施工，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新采用鋼筋部品裝配化施工技術(shù)，將塔上鋼筋施工轉(zhuǎn)入地面工廠進(jìn)行流水線同步作業(yè)，鋼筋部品節(jié)段整體吊裝上塔，采用擠壓錐套快速連接，大幅減少塔上鋼筋作業(yè)時(shí)間、提高塔柱施工效率。相對(duì)于傳統(tǒng)索塔施工工藝，節(jié)省工期70%，高空作業(yè)人員減少60%。
世界級(jí)大橋的“智能建造”也無(wú)處不在。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)施工數(shù)字孿生系統(tǒng)，讓它成為施工的中樞神經(jīng)，將各式各樣的信息系統(tǒng)與智能設(shè)備整合。
“如果說(shuō)二維地圖是‘看照片’，數(shù)字孿生系統(tǒng)就是‘看真人’。”王輝說(shuō)，建筑信息模型平臺(tái)不僅精度更高，而且功能更強(qiáng)大，在圖紙上，建筑只是一條條線，借助數(shù)字孿生技術(shù)，則能夠360度觀察、模擬施工的天氣風(fēng)速，甚至能“透視”其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
數(shù)字孿生系統(tǒng)，不僅方便了解施工現(xiàn)狀，而且能進(jìn)行仿真推演，優(yōu)化施工方案。在天星洲專用航道橋施工過(guò)程中，利用數(shù)字孿生技術(shù)，搭建云端無(wú)線采集系統(tǒng)，全方位實(shí)時(shí)獲取橋梁施工相關(guān)數(shù)據(jù)。讓數(shù)據(jù)“在電腦上多跑路”，對(duì)施工控制數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、實(shí)時(shí)預(yù)警，確保結(jié)構(gòu)施工過(guò)程始終處于可控狀態(tài)；以不同顏色區(qū)分當(dāng)前桿件安裝狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)工序級(jí)別的形象進(jìn)度展示及基于工序的質(zhì)量驗(yàn)收；平臺(tái)內(nèi)對(duì)施工工序進(jìn)行模擬，保障現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件保供安排，確保施工質(zhì)量、物資調(diào)度、進(jìn)度安排合理可控……
據(jù)了解，大橋主航道橋預(yù)計(jì)2024年5月實(shí)現(xiàn)合龍。另外，主航道橋兩側(cè)的天星洲專用航道橋和錄安洲專用航道橋均采用主跨388米鋼桁梁拱橋，均刷新了同類橋梁世界紀(jì)錄。其中，天星洲專用航道橋計(jì)劃于今年12月實(shí)現(xiàn)跨中合龍。
記者 錢立群
通 訊 員 趙振宇 桂蓉蓉
