擁有專利70件、獲得省部級(jí)工法19項(xiàng)、形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)……近日，常泰長(zhǎng)江大橋正式通車，常州與泰州之間的通行時(shí)間將縮短至20分鐘。

在江蘇省泰州長(zhǎng)江大橋與江陰長(zhǎng)江大橋之間，常泰長(zhǎng)江大橋宛如鋼鐵巨龍橫跨江天，將“龍城”常州與“鳳城”泰州緊密相連。江蘇省交通工程建設(shè)局常泰長(zhǎng)江大橋建設(shè)指揮部現(xiàn)場(chǎng)指揮長(zhǎng)李鎮(zhèn)介紹，作為公鐵合建復(fù)合型過(guò)江通道，常泰長(zhǎng)江大橋的建成標(biāo)志著中國(guó)橋梁技術(shù)實(shí)現(xiàn)新的突破。

沉井技術(shù)夯實(shí)橋梁基礎(chǔ)

大橋設(shè)計(jì)初期，通過(guò)計(jì)算，沉井需要下沉到負(fù)65米多，才能站穩(wěn)腳跟。但腳扎得越深，風(fēng)險(xiǎn)越大。為此，大橋首創(chuàng)減沖刷減自重臺(tái)階型沉井基礎(chǔ)，成功給沉井做了“減肥減高手術(shù)”。盡管如此，沉井依然是個(gè)“巨無(wú)霸”，底面積相當(dāng)于13個(gè)籃球場(chǎng)大小，高度足有24層樓高。

俗話說(shuō)，基礎(chǔ)不牢，地動(dòng)山搖。沉井施工技術(shù)作為跨海大橋的基礎(chǔ)，廣泛用作橋梁基礎(chǔ)、錨碇及給水排水工程中。近年來(lái)，隨著大跨度橋梁建設(shè)快速發(fā)展，我國(guó)建設(shè)了許多跨度達(dá)百米級(jí)的沉井基礎(chǔ)，如甌江北口大橋南錨碇沉井基礎(chǔ)，常泰長(zhǎng)江大橋5#墩、6#墩沉井等。大型沉井基礎(chǔ)首節(jié)鋼沉井往往需設(shè)置厚度較大的剪力鍵作為封底混凝土與沉井井壁傳力結(jié)構(gòu)，剪力鍵的存在導(dǎo)致井內(nèi)水下取土?xí)r存在較大盲區(qū)。

以常泰長(zhǎng)江大橋5#墩基礎(chǔ)為例，剪力鍵盲區(qū)占沉井截面積可達(dá)15.2%。剪力鍵盲區(qū)導(dǎo)致剪力鍵及刃腳下取土困難，往往采取加大取土深度，形成“鍋底開(kāi)挖”對(duì)盲區(qū)進(jìn)行取土；但增加取土深度并形成“鍋底開(kāi)挖”會(huì)導(dǎo)致刃腳埋深不足，易造成沉井突沉及傾斜超限等問(wèn)題，嚴(yán)重危害施工安全。因此，亟需設(shè)計(jì)一種新的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

在施工過(guò)程中，參建單位中交第二航務(wù)工程局有限公司（下稱中交二航局）項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)施工方法。該技術(shù)通過(guò)設(shè)計(jì)一種包括多個(gè)剪力鍵結(jié)構(gòu)單元的沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)，利用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使其在下沉過(guò)程中收攏，解決了剪力鍵盲區(qū)導(dǎo)致的取土困難和施工安全問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了減少盲區(qū)、提升取土工效和安全性的效果。目前，該公司圍繞相關(guān)技術(shù)已擁有名為“一種沉井剪力鍵結(jié)構(gòu)及其施工方法”的發(fā)明專利。

在過(guò)去，受限于技術(shù)和裝備條件，很多大橋建設(shè)時(shí)的水下工作需要潛水工完成。如今，常泰長(zhǎng)江大橋的水下戰(zhàn)場(chǎng)已經(jīng)由智能機(jī)器人完全接管。

為了安全平穩(wěn)下沉到位，建設(shè)團(tuán)隊(duì)采用沉井智能取土下沉工藝，投入水下機(jī)械臂取土機(jī)器人等38臺(tái)智能裝備，創(chuàng)造了粉質(zhì)黏土層大型沉井下沉最快紀(jì)錄。通過(guò)智能化數(shù)字化系統(tǒng)，設(shè)置了390個(gè)傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工關(guān)鍵參數(shù)，保證了大橋基礎(chǔ)施工可視可測(cè)可控。

吊裝技術(shù)保障施工安全

2024年5月29日，浩瀚的長(zhǎng)江之上，一臺(tái)深藍(lán)色的吊機(jī)佇立在橋面，正“拎”著大橋最后一個(gè)節(jié)段--合龍段緩緩抬升。“這臺(tái)吊機(jī)，是我們攻克千米跨度的'大功臣'?！蓖踺x指著吊機(jī)自豪地說(shuō)。2023年9月，這臺(tái)由中交二航局研發(fā)的全球最大噸位橋面吊機(jī)首次亮相大橋建設(shè)。該吊機(jī)不僅“力氣大”，能輕松吊起1800噸重物；還很“聰明”，集可視化、智能調(diào)位、自動(dòng)換軌等功能于一體，是橋面吊機(jī)制造史上一次重要突破。

大型橋梁工程的吊裝技術(shù)是保障施工安全的重要技術(shù)。隨著橋梁索塔的高度不斷增高，索塔的結(jié)構(gòu)形式也在逐步改進(jìn)，對(duì)于超高索塔，為了更好的發(fā)揮鋼材與混凝土的特性，索塔上塔柱會(huì)采用鋼箱-核心混凝土的形式。

在索塔施工過(guò)程中，隨著塔吊的升高，塔吊附墻開(kāi)始錨固在鋼箱上，使塔吊附墻的錨固變得困難，一方面在于鋼箱屬于薄壁結(jié)構(gòu)，無(wú)法直接承載垂直于面的荷載，另一方面在于吊重及風(fēng)荷載等外荷載作用下產(chǎn)生很大的塔吊附墻力，會(huì)對(duì)索塔主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，而此附墻力無(wú)法直接由鋼箱承受，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的鋼箱內(nèi)支撐裝置來(lái)將附墻力傳遞給內(nèi)部的核心混凝土。

中交二航局的專利技術(shù)“適用于鋼箱-核心混凝土索塔的塔吊附墻支撐裝置”發(fā)揮了重要作用。該專利通過(guò)設(shè)計(jì)三角形布置的塔吊附墻支撐裝置，將鋼箱外壁的錨固點(diǎn)組合成整體受力，解決了塔吊附墻力難以承受的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了施工過(guò)程中附墻力穩(wěn)定的傳遞和結(jié)構(gòu)的抗剪性能提升。

有了這些硬核裝備，超高超重構(gòu)件吊裝能力大大提升。這些大國(guó)重器，成為中國(guó)橋梁建設(shè)邁向智能化、高效化新階段的強(qiáng)大引擎。

全國(guó)“五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆鲍@得者曾雨生熱衷于鉆研機(jī)械裝置，是多件專利的發(fā)明人。在大橋建設(shè)中，他發(fā)現(xiàn)節(jié)段梁臨時(shí)預(yù)應(yīng)力施工繁瑣，便研發(fā)出一套自帶臨時(shí)預(yù)應(yīng)力的新型吊掛，為相關(guān)工序節(jié)省了50%的人力和時(shí)間。

高空牽引破解拉索安裝難題

遠(yuǎn)眺江心，350米高的主塔巍然聳立，直指蒼穹。順?biāo)硐蛳?，?shù)百根白色斜拉索呈扇面形展開(kāi)，將高聳的橋塔和長(zhǎng)長(zhǎng)的橋面有力連接。水色天光之間，大橋主航道橋猶如一架倚江而立的巨型豎琴，靜置于江渚之上。

“每根拉索由數(shù)百根直徑7毫米的平行鋼絲組成，其抗拉強(qiáng)度高達(dá)2100兆帕，是目前世界最高強(qiáng)度的橋用平行鋼絲斜拉索。最長(zhǎng)斜拉索達(dá)630多米，重103噸，也是目前世界上最長(zhǎng)最重的斜拉索。”中交二航局常泰長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目部負(fù)責(zé)人種愛(ài)秀介紹。

2023年10月，長(zhǎng)江江面暑氣未消，中交建設(shè)者們開(kāi)始在300多米高的主塔上“穿針引線”，將一根根斜拉索精準(zhǔn)掛設(shè)在橋塔上，并與橋面穩(wěn)固連接。斜拉索掛設(shè)采用“塔端掛設(shè)、梁段壓錨，塔端硬牽引、梁端軟牽引”工藝，掛設(shè)時(shí)最大的難點(diǎn)在于塔端入錨。

“入錨時(shí)采用塔頂提吊、塔內(nèi)牽引方式，就像針孔穿線一樣，需要將斜拉索穿進(jìn)索導(dǎo)管，再進(jìn)行固定。”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)，由于斜拉索索導(dǎo)管內(nèi)徑只比索頭外徑大12毫米，施工中索頭姿態(tài)和入錨時(shí)機(jī)需高度精準(zhǔn)，才能一次入錨。就好比將一根粗線穿進(jìn)細(xì)針眼，容錯(cuò)空間極小，全憑手上分寸的把握。

受高空大風(fēng)和索體自身扭轉(zhuǎn)影響，索頭容易發(fā)生偏移，進(jìn)一步增加了對(duì)準(zhǔn)難度。中交建設(shè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)研發(fā)新型塔頂掛索門式桁車、新型軟牽引壓錨系統(tǒng)、新型一體化入錨角度調(diào)整裝置進(jìn)行調(diào)整，每根斜拉索需高空協(xié)同作業(yè)1個(gè)多小時(shí)，才能成功入錨。

歷經(jīng)9個(gè)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，將橋面穩(wěn)穩(wěn)承托于江天之間。

江闊憑橋躍，風(fēng)正好揚(yáng)帆。當(dāng)?shù)谝豢|車流通行，常泰長(zhǎng)江大橋正化身為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的新引擎。它所承載的，不僅是萬(wàn)噸車流，更是千萬(wàn)人對(duì)美好生活的向往；它所昭示的，不僅是中國(guó)橋梁建設(shè)的智慧高度，更是中國(guó)產(chǎn)業(yè)工人的精神海拔。

來(lái)源：中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào)

作者：梁秋儀 趙振宇 周璇

編輯：陳麗媛

審核：徐潔

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