常(chang)泰長江(jiang)大橋(qiao)主航道橋(qiao)施工現場(chang)。

　　常泰(tai)長江大橋(qiao)泰(tai)州(zhou)側鋼桁拱橋(qiao)施工現場(chang)。陳(chen)瑤 攝

　　主塔沉井基礎內(nei)井孔蓋板安裝作業。

　　施工人員下放鋼(gang)筋籠。

　　“鋼—混”混合結構(gou)空間鉆石(shi)型主(zhu)塔施(shi)工作業(ye)。 圖為常(chang)泰長江大橋建設指揮部提供

　　3月15日一(yi)早(zao)，陽光才透過云層灑下幾道亮光，江面云屯霧(wu)集，常泰長江大橋(qiao)宛(wan)若(ruo)一(yi)條鋼鐵巨龍，若(ruo)隱若(ruo)現。當(dang)記(ji)者(zhe)以為這條巨龍還未(wei)“蘇(su)醒”時，遠處已經傳(chuan)來陣陣機(ji)械(xie)轟鳴。

　　常(chang)泰長江大(da)橋(qiao)位于(yu)泰州大(da)橋(qiao)與江陰大(da)橋(qiao)之(zhi)間，連接江蘇常(chang)州與泰州，是(shi)長江上首座集高速公(gong)路、城(cheng)際(ji)鐵路、普通公(gong)路于(yu)一體的過江通道。

　　“常泰(tai)長(chang)江(jiang)大(da)橋于2019年10月正式開工建設(she)(she)，計劃(hua)2025年上半年建成通(tong)車。”江(jiang)蘇省(sheng)交(jiao)通(tong)工程建設(she)(she)局常泰(tai)長(chang)江(jiang)大(da)橋建設(she)(she)指揮(hui)部現場指揮(hui)長(chang)李鎮向記者介紹，“作為長(chang)江(jiang)經濟帶綜合立體交(jiao)通(tong)走廊的(de)重要(yao)項目，大(da)橋建成后將對推進‘一帶一路(lu)(lu)’交(jiao)匯點建設(she)(she)、更好服務長(chang)三角一體化發(fa)展(zhan)和長(chang)江(jiang)經濟帶發(fa)展(zhan)戰略，完(wan)善區域(yu)路(lu)(lu)網布局，促(cu)進揚(yang)子江(jiang)城市群協(xie)調(diao)發(fa)展(zhan)等具有重要(yao)意(yi)義。”

　　修建這樣(yang)一(yi)條過江通道面臨哪些難題，設(she)計者(zhe)和建設(she)者(zhe)們又是如何攻(gong)堅(jian)克難的？記者(zhe)就(jiu)此(ci)來到大橋建設(she)現(xian)場(chang)實地采訪。

　　1 “超級工程”刷新多項世界紀錄

　　常泰長(chang)江大(da)橋(qiao)監控指揮(hui)中心臨江而建，距離大(da)橋(qiao)的直線距離不足百(bai)米。站在二(er)層的露臺，記者最直觀的感受就是(shi)大(da)橋(qiao)“這么(me)近又那么(me)遠”。

　　“常泰(tai)長江大(da)(da)橋全長10.03公(gong)里，其中(zhong)公(gong)鐵合(he)建段長5299.2米(mi)(mi)(mi)，由一座主(zhu)跨(kua)(kua)1208米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)鋼(gang)桁梁斜拉橋、兩座主(zhu)跨(kua)(kua)388米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)鋼(gang)桁拱橋和(he)一座3×124米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)連續鋼(gang)桁梁橋組成。”中(zhong)鐵大(da)(da)橋勘測(ce)設(she)計(ji)院集團有限公(gong)司常泰(tai)長江大(da)(da)橋設(she)計(ji)代表周子明告訴記者(zhe)，大(da)(da)橋刷(shua)新了在建最(zui)大(da)(da)跨(kua)(kua)度斜拉橋、最(zui)大(da)(da)跨(kua)(kua)度公(gong)鐵兩用鋼(gang)桁拱橋以及最(zui)大(da)(da)連續長度鋼(gang)桁梁的(de)(de)世(shi)界紀錄，“如此設(she)計(ji)是要在滿足通航需求(qiu)的(de)(de)同時，最(zui)大(da)(da)限度降低項目施(shi)工對周圍(wei)環境的(de)(de)影響(xiang)。”

　　常泰長江大橋地(di)處長江下游，這里(li)既是長江大保護的重要(yao)(yao)區域，也(ye)是航(hang)(hang)(hang)運交(jiao)通(tong)要(yao)(yao)道，往來(lai)航(hang)(hang)(hang)船如織，深水(shui)(shui)航(hang)(hang)(hang)道寬度達900米(mi)。“為(wei)了保障(zhang)通(tong)航(hang)(hang)(hang)安全，橋梁主跨(kua)要(yao)(yao)一(yi)跨(kua)跨(kua)過通(tong)航(hang)(hang)(hang)水(shui)(shui)域才行(xing)。結合對水(shui)(shui)文環境和(he)通(tong)航(hang)(hang)(hang)能力的影(ying)響，最終(zhong)選擇了斜拉橋作為(wei)跨(kua)越通(tong)航(hang)(hang)(hang)水(shui)(shui)域的橋型(xing)方(fang)案。”周(zhou)子明說。

　　橋(qiao)(qiao)型選(xuan)擇不是(shi)常泰長江(jiang)大橋(qiao)(qiao)設計者(zhe)(zhe)唯(wei)一(yi)一(yi)次“自我加壓”。修建一(yi)座(zuo)橋(qiao)(qiao)需要(yao)占用一(yi)定岸(an)(an)線(xian)資源，如果建多(duo)(duo)個橋(qiao)(qiao)梁(liang)就需要(yao)更(geng)多(duo)(duo)的(de)(de)岸(an)(an)線(xian)資源，這對長江(jiang)兩岸(an)(an)保(bao)護和開發的(de)(de)影(ying)響(xiang)可想而知。為(wei)了節約資源、保(bao)護環境，設計者(zhe)(zhe)繼(ji)續(xu)“上難(nan)度”，把高速公(gong)路(lu)、城際(ji)鐵路(lu)、普通公(gong)路(lu)三(san)種路(lu)型集(ji)中在這一(yi)座(zuo)橋(qiao)(qiao)上：上層橋(qiao)(qiao)面為(wei)雙向(xiang)六車(che)道高速公(gong)路(lu)，下層橋(qiao)(qiao)面分別(bie)布置(zhi)兩線(xian)城際(ji)鐵路(lu)和四車(che)道普通公(gong)路(lu)，使其(qi)成(cheng)為(wei)規模最大的(de)(de)多(duo)(duo)功能荷載非對稱布置(zhi)橋(qiao)(qiao)梁(liang)。

　　公路(lu)與鐵路(lu)的恒載(zai)差異大，如果處理不好荷載(zai)不平衡問題(ti)，橋(qiao)梁(liang)主(zhu)梁(liang)就會發生橫偏變形，造成橋(qiao)面一(yi)(yi)(yi)(yi)邊(bian)(bian)高一(yi)(yi)(yi)(yi)邊(bian)(bian)低(di)，結(jie)構(gou)不穩，威(wei)脅行車(che)安全。周子明說，為了解決(jue)荷載(zai)非對稱的問題(ti)，一(yi)(yi)(yi)(yi)方面在設(she)計(ji)上(shang)做“減法”，嘗(chang)試采用輕型化鐵路(lu)橋(qiao)面系(xi)結(jie)構(gou)，減輕鐵路(lu)側重量；另一(yi)(yi)(yi)(yi)方面，通過增大上(shang)游(you)側斜拉索索力，使(shi)得上(shang)下(xia)游(you)橋(qiao)面高度保持一(yi)(yi)(yi)(yi)致。

　　2 “四項首創技術”破解橋梁建設難題

　　采訪(fang)期間記者看到，為(wei)實現(xian)年中跨中合龍的目標，常泰長江大(da)(da)橋(qiao)各建設(she)(she)單位正在(zai)有序推(tui)進(jin)主航道橋(qiao)鋼梁架設(she)(she)和(he)斜拉(la)索安(an)裝(zhuang)等作業(ye)。目前，大(da)(da)橋(qiao)的恢宏身姿已初步顯現(xian)，“鉆(zhan)石型”主塔聳立于長江之中，蔚為(wei)壯觀。

　　“兩座主塔(ta)(ta)的(de)高度均(jun)為350米，分(fen)為上(shang)、中、下塔(ta)(ta)柱三部分(fen)，是(shi)目前世界最(zui)高斜拉橋橋塔(ta)(ta)，也是(shi)整個橋梁的(de)核心工程(cheng)。”周子(zi)明告(gao)訴(su)記者，“鋼(gang)—混”混合(he)結構(gou)空間鉆石型橋塔(ta)(ta)和(he)“鋼(gang)箱—核芯混凝(ning)土”組合(he)索(suo)塔(ta)(ta)錨(mao)固結構(gou)，是(shi)在設(she)計初(chu)期針對(dui)最(zui)大限度滿足(zu)使用需求(qiu)所帶來的(de)挑戰提出的(de)兩項首創技(ji)術。

　　一般而(er)言，斜拉(la)橋(qiao)多(duo)采用平(ping)面(mian)橋(qiao)塔(ta)(ta)(ta)設計方案，而(er)常(chang)泰長江大(da)(da)橋(qiao)主(zhu)(zhu)塔(ta)(ta)(ta)的(de)(de)中、下塔(ta)(ta)(ta)柱則設計成了(le)四塔(ta)(ta)(ta)肢(zhi)、正八邊形(xing)截(jie)面(mian)的(de)(de)形(xing)式。“主(zhu)(zhu)塔(ta)(ta)(ta)自身豎向壓力(li)和由斜拉(la)索傳遞(di)而(er)來的(de)(de)‘壓力(li)’將由塔(ta)(ta)(ta)肢(zhi)傳遞(di)至(zhi)橋(qiao)塔(ta)(ta)(ta)底(di)部(bu)基(ji)(ji)礎(chu)。因(yin)此，主(zhu)(zhu)塔(ta)(ta)(ta)截(jie)面(mian)越大(da)(da)，受力(li)越穩。可(ke)一旦截(jie)面(mian)超出特定尺度(du)又會(hui)增大(da)(da)混凝土開(kai)裂風險，影響橋(qiao)塔(ta)(ta)(ta)乃至(zhi)橋(qiao)梁安全(quan)。”周子明解釋，通(tong)過縮小單(dan)個塔(ta)(ta)(ta)肢(zhi)截(jie)面(mian)尺寸，在保證(zheng)主(zhu)(zhu)塔(ta)(ta)(ta)承載能力(li)的(de)(de)基(ji)(ji)礎(chu)上(shang)，降低(di)塔(ta)(ta)(ta)肢(zhi)在施工期和運營期的(de)(de)開(kai)裂風險，同時提高了(le)鋼梁整(zheng)體剛度(du)和行車舒適(shi)性(xing)，美(mei)化主(zhu)(zhu)塔(ta)(ta)(ta)空(kong)間立體造型。

　　從外觀上(shang)看，主塔(ta)上(shang)塔(ta)柱(zhu)和下(xia)塔(ta)柱(zhu)都做(zuo)了(le)收(shou)窄設計，作用卻(que)各不(bu)相同(tong)。記者了(le)解到，下(xia)塔(ta)柱(zhu)使(shi)用混凝土材質，結(jie)構內收(shou)是兼顧了(le)減(jian)小(xiao)塔(ta)肢底部(bu)基礎總面積和美觀因素。上(shang)塔(ta)柱(zhu)收(shou)窄后似(si)“一柱(zhu)擎天”，作用是為(wei)斜拉索提供固(gu)定(ding)支撐(cheng)力(li)，同(tong)時為(wei)承受住壓(ya)力(li)和彎矩的雙重考驗，首(shou)創了(le)“鋼箱—核芯混凝土”組(zu)合索塔(ta)錨固(gu)結(jie)構。

　　“鋼(gang)箱(xiang)—核芯混凝(ning)土(tu)”組合索塔錨(mao)固(gu)結構(gou)利用(yong)的是(shi)鋼(gang)和混凝(ning)土(tu)兩種(zhong)(zhong)不同(tong)材料的力學(xue)性能(neng)(neng)差(cha)異(yi)。從(cong)(cong)周子明向記者展示的一張截面圖可(ke)以清楚看到，上(shang)塔柱的設計是(shi)一個中(zhong)空、由(you)鋼(gang)材質包裹形成的八(ba)邊形鋼(gang)箱(xiang)，中(zhong)間嵌(qian)著(zhu)矩(ju)形混凝(ning)土(tu)芯。“從(cong)(cong)材料角度而言，混凝(ning)土(tu)抗壓性能(neng)(neng)良好，但抵抗彎矩(ju)產生的拉應力能(neng)(neng)力較(jiao)弱，而鋼(gang)結構(gou)抗拉、壓性能(neng)(neng)均較(jiao)好。我們充分(fen)發揮兩種(zhong)(zhong)材料的優勢，將混凝(ning)土(tu)布置(zhi)在(zai)上(shang)塔柱中(zhong)性軸附近(jin)、鋼(gang)結構(gou)布置(zhi)在(zai)遠(yuan)離中(zhong)性軸的外圍，這種(zhong)(zhong)結構(gou)構(gou)造可(ke)充分(fen)利用(yong)鋼(gang)與混凝(ning)土(tu)兩種(zhong)(zhong)不同(tong)材料的力學(xue)性能(neng)(neng)差(cha)異(yi)，實現索塔錨(mao)固(gu)體系局部(bu)受(shou)力和整體受(shou)力的協調統一，大(da)大(da)提升橋梁(liang)整體景(jing)觀效果。”

　　如(ru)果(guo)把兩座主(zhu)塔(ta)比作雙臂(bei)，撐起大橋(qiao)的(de)高度和(he)跨度。那么底部的(de)沉井就是雙腳，讓橋(qiao)塔(ta)得以穩(wen)穩(wen)地(di)立于(yu)水中(zhong)。

　　常泰(tai)長(chang)江大(da)橋(qiao)主航道橋(qiao)橋(qiao)塔(ta)基(ji)礎沉(chen)井主要采用(yong)鋼(gang)沉(chen)井結構，沉(chen)井底(di)面(mian)尺寸橫橋(qiao)向(xiang)長(chang)95米(mi)，縱橋(qiao)向(xiang)寬57.8米(mi)，面(mian)積相(xiang)當于13個籃球場大(da)小，總高72米(mi)，足(zu)有24層樓高，用(yong)鋼(gang)量(liang)達(da)到1.8萬(wan)噸，是目前世界在建最大(da)水(shui)中鋼(gang)沉(chen)井基(ji)礎。

　　“沉(chen)(chen)(chen)井既要(yao)承擔主(zhu)跨超(chao)千(qian)米的(de)(de)橋梁荷載，又要(yao)承擔自身(shen)重(zhong)量，若采用上下同(tong)寬(kuan)的(de)(de)常(chang)規(gui)沉(chen)(chen)(chen)井基(ji)礎，則沉(chen)(chen)(chen)井底(di)口需(xu)下沉(chen)(chen)(chen)至(zhi)水(shui)下92米才能(neng)保證結構安全，這無疑加大了下沉(chen)(chen)(chen)施(shi)工的(de)(de)風險。”周(zhou)子明說，項目(mu)團(tuan)隊提出(chu)的(de)(de)第(di)三項首創技術——減沖(chong)(chong)刷減自重(zhong)臺階型(xing)沉(chen)(chen)(chen)井基(ji)礎就能(neng)解(jie)決這一問題。通過(guo)“上小下大”的(de)(de)結構讓沉(chen)(chen)(chen)井“降高減重(zhong)”，減輕自身(shen)重(zhong)量的(de)(de)同(tong)時又有效限制水(shui)流(liu)對沉(chen)(chen)(chen)井周(zhou)邊河(he)床土體(ti)的(de)(de)沖(chong)(chong)蝕，減少沖(chong)(chong)刷深度，將沉(chen)(chen)(chen)井底(di)標高提至(zhi)水(shui)下65米。

　　記者了(le)(le)解(jie)到，在常泰長(chang)江大橋順(shun)利合龍后，第四項(xiang)首創技術——溫(wen)度自(zi)(zi)適應塔(ta)梁(liang)(liang)(liang)縱向(xiang)約束體系(xi)也將在工程中應用(yong)。該體系(xi)將用(yong)數(shu)根碳纖維復合材(cai)料(liao)(liao)拉索連接(jie)主(zhu)梁(liang)(liang)(liang)跨中與主(zhu)塔(ta)下橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)，從而建立塔(ta)梁(liang)(liang)(liang)之間(jian)的(de)約束，同時(shi)利用(yong)碳纖維復合材(cai)料(liao)(liao)的(de)溫(wen)度特性(xing)(xing)，使(shi)得該體系(xi)能夠自(zi)(zi)動適應結(jie)構體系(xi)升降(jiang)溫(wen)的(de)變(bian)形，不(bu)增加結(jie)構附加內力，同時(shi)改(gai)變(bian)了(le)(le)縱向(xiang)荷載的(de)傳力路徑，相比半漂浮體系(xi)，可有(you)效降(jiang)低主(zhu)塔(ta)內力和梁(liang)(liang)(liang)端位移30%以上，提高了(le)(le)梁(liang)(liang)(liang)端伸縮裝(zhuang)置的(de)耐久性(xing)(xing)。

　　3 匠心“智”造確保毫米級精度

　　對(dui)于(yu)設(she)計者、建設(she)者來說，常泰長江大(da)橋無疑是個超級工程，不僅(jin)因(yin)為(wei)它有“多個之最”“四(si)個首創(chuang)”，更在于(yu)各環節參(can)與(yu)者對(dui)精(jing)度的追求與(yu)把控。

　　如何在復雜的水文環境(jing)下建起偌大(da)一(yi)座橋？“就(jiu)像搭積木一(yi)樣，把不同類型的桿件逐個、逐層拼接。”接受(shou)采訪時(shi)，中鐵寶橋常泰(tai)長江大(da)橋CT-A5標(biao)項目副經(jing)理朱(zhu)斌(bin)強答道。

　　看(kan)似簡(jian)單的操(cao)作，實則需(xu)要嚴格把控精度。

　　主航道(dao)橋(qiao)兩(liang)側鋼桁拱(gong)橋(qiao)的(de)(de)拼裝(zhuang)，需要(yao)分步進(jin)行(xing)。談起弧(hu)形拱(gong)肋的(de)(de)施(shi)工(gong)合龍，朱斌強印象(xiang)深刻。“拱(gong)肋與橋(qiao)面設(she)置了800多根不(bu)同長度(du)、不(bu)同類型的(de)(de)桿(gan)(gan)(gan)件，桿(gan)(gan)(gan)桿(gan)(gan)(gan)相連(lian)，一(yi)絲偏差都會影(ying)響下一(yi)步拼裝(zhuang)。為此(ci)，我們每(mei)拼接一(yi)段，就要(yao)對整個梁的(de)(de)長度(du)、軸(zhou)線角(jiao)度(du)進(jin)行(xing)測控，以確(que)保達到(dao)毫(hao)米級合龍精度(du)。”

　　記(ji)者發現(xian)，隨著人工智(zhi)能(neng)與制造業的(de)深度融合，在(zai)現(xian)代化、智(zhi)能(neng)化裝備(bei)的(de)輔助(zhu)下，對(dui)工程質(zhi)量更精細化的(de)追(zhui)求體現(xian)在(zai)不同(tong)細節(jie)中。

　　目(mu)前，智(zhi)能(neng)化技術已經成功運用至預制(zhi)(zhi)構件流水線生產、桿(gan)件制(zhi)(zhi)造(zao)、總拼、涂裝(zhuang)、檢(jian)測等各環節。中交二航局(ju)常泰長江大橋(qiao)CT-A3標項(xiang)目(mu)副(fu)總工(gong)(gong)厲(li)勇輝以(yi)(yi)索塔鋼筋搭建(jian)(jian)為例介紹道，以(yi)(yi)往主(zhu)要靠人(ren)工(gong)(gong)作業把(ba)鋼筋一根(gen)根(gen)綁起來，質(zhi)量監(jian)控和安(an)(an)裝(zhuang)精度的把(ba)控都是難點。“如今，我們通過部品(pin)鋼筋智(zhi)能(neng)建(jian)(jian)造(zao)技術，形(xing)成集裝(zhuang)配化設計、自動化下料(liao)、工(gong)(gong)廠化制(zhi)(zhi)作、快(kuai)速(su)化安(an)(an)裝(zhuang)、智(zhi)能(neng)化控制(zhi)(zhi)于一體的部品(pin)鋼筋智(zhi)能(neng)制(zhi)(zhi)造(zao)自動化生產線，實現鋼筋部品(pin)成型精度毫(hao)米(mi)級(ji)控制(zhi)(zhi)，加強源頭把(ba)控、流程(cheng)監(jian)督，提高了橋(qiao)塔鋼筋施工(gong)(gong)質(zhi)量，保障了工(gong)(gong)程(cheng)品(pin)質(zhi)。”

　　對(dui)于超大型沉井，將其平穩(wen)(wen)下(xia)沉是一個巨大的(de)挑戰。常泰長江(jiang)大橋橋址(zhi)處以(yi)黏土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)與砂土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)為主，沉井下(xia)沉區域分布著不同厚度的(de)硬塑粉質(zhi)黏土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)。“這類地層土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)質(zhi)硬、黏性強(qiang)，給水下(xia)施(shi)工取(qu)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)增加不少難度。”常泰長江(jiang)大橋監控中心(xin)負責(ze)人蔣凡(fan)介紹，要保證沉井“姿態”平穩(wen)(wen)、可視可控，建設(she)團隊淘汰了(le)以(yi)往人工測量泥(ni)面(mian)高(gao)程的(de)傳統工藝，取(qu)而代(dai)之的(de)是在(zai)沉井主體結構內(nei)部安(an)裝(zhuang)300多(duo)個監控元器(qi)(qi)件，利用智能傳感器(qi)(qi)自動(dong)采集沉井姿態和結構受力數據。同時，還研發了(le)適用于粉質(zhi)黏土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)層的(de)電動(dong)雙頭鉸刀、氣水混合沖射(she)破土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)設(she)備(bei)、水下(xia)機械臂(bei)取(qu)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)機器(qi)(qi)人等專用裝(zhuang)備(bei)，實現取(qu)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)深(shen)度的(de)精確控制及沿預(yu)設(she)路徑自動(dong)化取(qu)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)行走作業。

　　為了實時監測(ce)橋(qiao)梁(liang)施工情況，建設團隊還建立了基(ji)于BIM的(de)數字孿生施工場(chang)景，可以實時跟(gen)進施工進展，全方位對施工控制(zhi)(zhi)數據進行分析和預警，并根(gen)據算法提供(gong)下一步最優的(de)解決方案，來控制(zhi)(zhi)現場(chang)的(de)精度(du)。

　　后方有人(ren)工(gong)智能加持，前方有大(da)國(guo)重器護航(hang)。在常泰長江(jiang)大(da)橋的(de)建設工(gong)地上，代表中(zhong)國(guo)高(gao)度(du)的(de)12000噸·米(mi)和15000噸·米(mi)塔式起重機(ji)守護并(bing)見證了橋塔從無到(dao)有。據了解(jie)，塔式起重機(ji)最大(da)起重量600噸，最大(da)起升高(gao)度(du)400米(mi)，相當于(yu)可(ke)以一(yi)次(ci)將300輛小轎(jiao)車起吊至130層(ceng)樓的(de)高(gao)度(du)。其內(nei)部搭載的(de)智控系統(tong)，可(ke)實(shi)現塔機(ji)極限過程的(de)數字化安全管控。配備(bei)的(de)多面多缸(gang)同步頂升，能夠將頂升誤差控制在毫米(mi)級。（本報(bao)記者 陳(chen)瑤 自江(jiang)蘇(su)報(bao)道）