常泰长江大桥通车,常州泰州两市通行时间缩短至20分钟——
常泰长江大桥。
工作人员在对桥面吊机进行吊梁前检查。
本文图片除署名外,均为赵振宇摄
"> 工作人员正在进行斜拉索施工作业。
本文图片除署名外,均为赵振宇摄
泱 波摄
"> 建成后的常泰长江大桥。
泱 波摄
在江苏省泰州长江大桥与江阴长江大桥之间,常泰长江大桥宛如钢铁巨龙横跨江天,将"龙城"常州与"凤城"泰州紧紧连接在一起。前不久,这座备受瞩目的大桥正式通车,汽车驶过宽阔的桥面,常州与泰州之间的通行时间由原来的80分钟缩短至20分钟。
大桥跨江段全长10.03公里,由一座主跨1208米的斜拉桥、两座主跨388米的钢桁拱桥和一座连续钢桁梁桥组成。江苏省交通工程建设局常泰长江大桥建设指挥部现场指挥长李镇介绍,常泰长江大桥的建成实现了"四个世界首创",创造了"六个世界之最",包括最大跨度斜拉桥、最大跨度公铁两用钢桁拱桥等世界纪录,标志着中国桥梁技术实现新的突破。
高空牵引,破解高强度拉索安装难题
远眺江心,350米高的主塔巍然耸立,直指苍穹。顺塔身向下,数百根白色斜拉索呈扇面展开,将高耸的桥塔和长长的桥面有力连接。天光水色间,大桥主航道桥犹如一架倚江而立的巨型竖琴,静立江渚之上。而"竖琴"的每一根琴弦,都展现着建设者的极致工艺与过人胆识。
"每根拉索由数百根直径7毫米的平行钢丝组成,其抗拉强度高达2100兆帕,是目前世界最高强度的桥用平行钢丝斜拉索。最长斜拉索达630多米,重103吨,也是目前世界上最长最重的斜拉索。"参建单位中交二航局常泰长江大桥项目部负责人种爱秀介绍。
2023年10月,长江江面暑气未消,建设者开始在300多米高的主塔上"穿针引线",将一根根斜拉索精准挂设在桥塔上,并与桥面稳固连接。
斜拉索挂设采用"塔端挂设、梁段压锚,塔端硬牵引、梁端软牵引"工艺,挂设时最大的难点在于塔端入锚。
"入锚时采用塔顶提吊、塔内牵引方式,就像针孔穿线一样,需要将斜拉索穿进索导管,再进行固定。"常泰长江大桥项目部常务副经理王辉说。由于斜拉索索导管内径只比索头外径大12毫米,施工时索头姿态和入锚时机需高度精准,才能一次入锚,"就好比将一根粗线穿进细针眼,容错空间极小,全凭手上分寸的把握"。
受高空大风和索体自身扭转影响,索头容易发生偏移,进一步增加了对准难度。建设团队通过研发新型塔顶挂索门式桁车、新型软牵引压锚系统、新型一体化入锚角度调整装置进行调整,每根斜拉索需高空协同作业1个多小时,才能成功入锚。
历经9个月的不懈努力,2024年6月,312根斜拉索如同巨人的臂膀次第舒展,将桥面稳稳承托于江天之间。
江底扎根,机器人接管水下建设
托起这座跨越长江的"钢铁巨龙",不仅依靠力与美交织的"琴弦",更有直插江底、耸入云霄的"钢筋铁骨"——主塔及其基础。
大桥主塔高350米,相当于120层楼高。如果把常泰长江大桥比作人的身体,两座主塔就是两条腿。决定腿是否稳健有力的关键,就在主塔江面以下的水下沉井。
大桥设计初期,通过计算,沉井需要下沉65米多,才能站稳脚跟。但"脚"扎得越深,风险越大。为此,大桥首创减冲刷减自重台阶型沉井基础,给沉井做了"减肥减高手术"。尽管如此,沉井依然是个"巨无霸",底面积相当于13个篮球场大小,高度足有24层楼高。
在过去,受限于技术和装备条件,大桥建设时的许多水下工作需要潜水工冒着生命危险完成。如今,常泰长江大桥的水下战场已经由智能机器人完全接管。
为了安全平稳下沉到位,建设团队采用沉井智能取土下沉工艺,投入水下机械臂取土机器人等38台智能装备,创造了粉质黏土层大型沉井下沉最快纪录,通过智能化数字化系统,设置390个传感器,实时监测施工关键参数,保证大桥基础施工可视可测可控。昔日依赖老一辈潜水工冒生命危险的工程,现在通过远程操控就能顺利完成。
回看江面,工程的挑战并未止步于沉井基础,而是延伸到桥塔。传统桥塔要么是"H"型,要么是"A"型,而常泰长江大桥主塔创新采用空间钻石型结构,中、下塔柱由传统的双塔肢变为四塔肢,形似镂空的钻石,增强了桥塔的承载力,但也为施工带来了更大的挑战。
传统桥塔钢筋施工一般采用人工散绑的作业形式,但常泰长江大桥中塔柱钢筋用量超4300吨,且四个塔肢空间倾斜角度达8度,钢筋结构复杂、高处作业空间狭小、安全风险高,若采用传统工艺,将难以保证施工安全、效率和精度控制。
于是,建设团队引入"工厂化生产、装配化施工、智能化控制"理念,结合以往施工经验,沿着"钢筋片体—块体—部品"的实施路径,研发了钢筋部品工业化智能建造成套技术及装备,将塔上钢筋现场绑扎转为地面"工厂智造"。
钢筋片体、块体由工厂自动化流水线生成,并组合成钢筋部品节段,再利用全球首台超万吨米级智能化塔吊,吊装至50米到230米的高空进行拼接,像搭积木一样,使主塔每天以1.2米的速度"长高"。相较于传统工艺,该技术使用高空作业人员减少了60%,施工效率提升50%。
2023年1月,经过近半年的努力,北主塔4个塔肢共84节钢筋部品全部完成。该装配化施工技术的研发应用,不仅保障了大桥的高质量建设,还为中国桥梁行业工业化、智能化施工提供了经验。
硬核装备,赋能桥梁智能化建设
技术突破,离不开硬核装备支撑。作为世界最大跨度斜拉桥,大桥建设面临跨度大、双层桥面重量大的问题,主航道桥由91个钢桁梁节段组成,最长达28米,悬臂最大吊重超过1700吨。相当于要把近30节"复兴号"列车提升至江面上60米,并与两边梁段实现毫米级对接。在这些"极限参数"面前,普通起重装备"力不从心"。
2024年5月29日,浩瀚的长江之上,一台深蓝色的吊机伫立在桥面,正"拎"着大桥最后一个节段——合龙段缓缓抬升。
"这台自主研发的吊机,是我们攻克千米跨度的‘大功臣’。"王辉自豪地说。2023年9月,这台全球最大吨位桥面吊机首次亮相大桥建设。该吊机不仅"力气大",能轻松吊起1800吨重物;还很"聪明",集可视化、智能调位、自动换轨等功能于一体,是桥面吊机制造史上一次重要突破。
除了桥面吊机的助力,大桥建设还有超级塔机的"扶持"。根据主塔极限吊装施工工况,需在35米幅度位置将240吨的桥塔节段吊至350米高度。此前市面上没有满足该需求的塔机,只能"量身定制"。为此,全球首台超万吨米级塔式起重机——W12000型塔机应运而生,其最大起重量达到450吨,最大起升高度400米,相当于可以一次起吊300辆小轿车至130层楼的高度。
有了这些硬核装备,超高超重构件吊装能力大大提升。这些大国重器,成为中国桥梁建设迈向智能化、高效化新阶段的强大引擎。
如果说最强拉索、最大水中沉井和最前沿的技术装备,铸就了大桥的"钢铁之躯",那么,一支知识型、技能型、创新型的产业工人队伍,便是奔涌在这座世界级工程的"智慧血液"。
过去,受建设技术和地理条件等因素限制,部分桥梁选择粗放式理念修建。然而,在常泰长江大桥这座多功能非对称荷载桥梁面前,任何粗放式作业都可能让上千个智能传感器瞬间报警,任何经验盲区都可能放大为质量与安全的系统性风险。
项目建设过程中,建设团队始终秉承一种思维:让产业工人从"工地上的操作者"转变为"工厂里的工程师",让技术工人与智能装备同频共振,让一线经验与数字技术相互成就。
于是,一座750平方米的产业工人培训中心在长江之畔拔地而起,多媒体教学、安全体验、实操考核等多个模块环环相扣,更成为江苏省首批交通重点工程建设产业工人培训中心之一。目前,中心已累计开展培训超1500场,培训人数超万人次,助力百余名工人获取技术资格证书。
全国五一劳动奖章获得者曾雨生,热衷于钻研机械装置。在大桥建设中,他发现节段梁临时预应力施工繁琐,便研发出一套自带临时预应力的新型吊挂,为相关工序节省了50%的人力和时间。这位不曾念过大学的"工地发明家",还培养出十多名高级电工。
像曾雨生这样追求卓越的建设者不在少数,有人从"小白"起步,有人精进技艺,有人争做"多面手"。他们把课堂搬回班组,把经验写到日常。
风好正扬帆。当第一缕车流通行,这座过江通道正化身为长江经济带发展的新引擎。它所承载的,不仅是万吨车流,更是千万人对美好生活的向往;它所昭示的,不仅是中国桥梁建设的智慧,更是中国产业工人的坚毅精神。
(周璇参与采写)
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