滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋： 領(lǐng)跑世界的超級(jí)工程

浩瀚長(zhǎng)江江面，一條“長(zhǎng)虹”飛跨兩岸——7月1日，滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋正式開(kāi)通，滬蘇通鐵路也于當(dāng)日通車運(yùn)營(yíng)。

由中國(guó)中鐵等設(shè)計(jì)、承建的世界上首座跨度超千米的這座公鐵兩用斜拉橋主跨1092米，這標(biāo)志著世界公鐵兩用斜拉橋主跨將邁入“千米級(jí)”時(shí)代。

中國(guó)中鐵大橋局副總經(jīng)理、滬蘇通長(zhǎng)江大橋項(xiàng)目部經(jīng)理羅兵介紹，除了跨度大，滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋還創(chuàng)造了多項(xiàng)“世界之最”：主塔330米，相當(dāng)于110層樓高;建設(shè)用鋼量達(dá)48萬(wàn)噸，相當(dāng)于12個(gè)“鳥(niǎo)巢”;混凝土用量達(dá)230萬(wàn)立方米，相當(dāng)于8個(gè)國(guó)家大劇院……

國(guó)鐵集團(tuán)副總工程師兼建設(shè)部主任、工程監(jiān)督局局長(zhǎng)王峰表示，作為“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)中沿江高鐵的重要組成部分，滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋的建成將有利于推動(dòng)長(zhǎng)三角一體化發(fā)展，上海至南通的旅行時(shí)間由原來(lái)3.5小時(shí)壓縮至最短1小時(shí)6分鐘。

超級(jí)公鐵大橋“一跨千米”

滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋是南京長(zhǎng)江大橋至長(zhǎng)江口345公里江面上建成的首座公鐵兩用大橋，連接北岸南通市和南岸張家港市。

大橋北部起點(diǎn)是南通市平潮鎮(zhèn)。“潮平兩岸闊”，這里江面寬廣，加上入海區(qū)域復(fù)雜的地質(zhì)水文條件，施工難度極大。“僅水下地形勘測(cè)就達(dá)到了600平方公里，地質(zhì)鉆孔400多個(gè)，才最終確定橋位選址。”中鐵大橋院滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋設(shè)計(jì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張燕飛介紹。

橋位附近有10余個(gè)碼頭和港口，日通行船舶超過(guò)3萬(wàn)艘。為滿足通航需求，單跨需要越過(guò)千米江面。加上公鐵兩用橋比普通公路橋的荷載更大，建設(shè)者面臨前所未有的挑戰(zhàn)。在此之前，我國(guó)跨度最大的公鐵兩用斜拉橋的跨度只有630米。

要“跨得穩(wěn)”，首先要“立得住”。主墩鋼沉井和主塔是巨“跨”的關(guān)鍵所在。羅兵介紹，建設(shè)中運(yùn)用了新材料、新技術(shù)、新工藝、新裝備，創(chuàng)新性采用大節(jié)段鋼桁梁整體制造、浮運(yùn)、架設(shè)技術(shù)，建成面積相當(dāng)于12個(gè)籃球場(chǎng)的沉井和330米高的主塔，均刷新了世界紀(jì)錄。

據(jù)介紹，大橋建成后，可抵御13級(jí)臺(tái)風(fēng)和10萬(wàn)噸級(jí)船舶的撞擊。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)讓330米主塔不“跑偏”

索塔是斜拉橋的關(guān)鍵受力結(jié)構(gòu)，斜拉橋跨度越大要求索塔建筑高度越高。

滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋主塔高度為330米，為世界最高公鐵橋主塔。

高聳入云的主塔給施工帶來(lái)了不少難題。

對(duì)混凝土而言，強(qiáng)度越大，標(biāo)號(hào)越高，意味著黏度越大，就像很稠的粥，流動(dòng)性差，難以泵送至高空。在普通的工程環(huán)境，混凝土灑水養(yǎng)護(hù)、保溫、保濕相對(duì)容易，混凝土抗裂容易得到保證，但這些在300多米的高空中難以實(shí)現(xiàn)。

為解決這些問(wèn)題，中國(guó)中鐵大橋局通過(guò)調(diào)整配合比，研究出了一種新型混凝土，一舉解決了泵送難、不抗裂等難題。

這種新型混凝土在保障質(zhì)量的同時(shí)，還具有高流態(tài)降黏等特性，澆筑初期能控制水化反應(yīng)，避免過(guò)度發(fā)燒，在降溫收縮時(shí)能自我激發(fā)膨脹，補(bǔ)償收縮，配合循環(huán)冷卻水管、全封閉防風(fēng)措施等，表現(xiàn)出不俗的抗裂效果。

同時(shí)，中國(guó)中鐵大橋局引進(jìn)超高混凝土主塔塔偏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)。在塔梁同步施工時(shí)，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)施工全過(guò)程橋塔變形進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，獲得橋塔變形時(shí)程曲線。一旦檢測(cè)到的曲線發(fā)生偏移，建設(shè)者們可以立刻進(jìn)行糾偏，確保主塔按照預(yù)定路線“長(zhǎng)高”而不“跑偏”。

單根斜拉索可吊起600多輛小汽車

行走在滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋，映入眼簾的斜拉橋拉索猶如一把扇子，以主塔為中線依次向兩邊散開(kāi)。

考慮到經(jīng)濟(jì)性，大橋?yàn)闇K通鐵路、通蘇嘉城際鐵路、錫通高速公路的共用過(guò)江通道，上層設(shè)置為雙向六車道高速公路，時(shí)速100千米;下層設(shè)置為雙向四線鐵路，時(shí)速200千米（滬蘇通鐵路）、250千米（通蘇嘉甬鐵路）。

面對(duì)大跨、重載的需求，大橋的主體結(jié)構(gòu)材料——鋼梁和拉索必須異常堅(jiān)實(shí)。

中國(guó)中鐵大橋局滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋項(xiàng)目部總工程師李軍堂將橋梁的鋼梁比作一只巨型“扁擔(dān)”，兩個(gè)主塔橫梁猶如“挑夫”的肩膀，“挑夫”相隔越遠(yuǎn)，鋼梁承載就越重，“扁擔(dān)”越容易向下彎曲變形，因此必須有相當(dāng)強(qiáng)度的拉索才能拉住這根“扁擔(dān)”。

項(xiàng)目上馬時(shí)，國(guó)內(nèi)沒(méi)有一家鋼廠能生產(chǎn)制造這種斜拉索的高強(qiáng)度盤(pán)條，全世界僅有日本新日鐵和韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵有此技術(shù)。

“我們還是希望盡力用國(guó)產(chǎn)材料，因此組織國(guó)內(nèi)廠家多次研究，并聯(lián)合相關(guān)科研院所，啟動(dòng)了2000兆帕鋼絲的研發(fā)工作，經(jīng)過(guò)兩年多的努力，終于突破了國(guó)外企業(yè)的技術(shù)壟斷，生產(chǎn)出了直徑7毫米的‘最強(qiáng)鋼絲。”李軍堂說(shuō)。

大橋共安裝了432根斜拉索，其中最長(zhǎng)的一根長(zhǎng)576米。由于鋼絲強(qiáng)度大，單根斜拉索最大許用索力達(dá)1300多噸，足以吊起600多輛小汽車。

主橋鋼梁也面臨新挑戰(zhàn)：必須有足夠的剛度，才能滿足荷載需求，同時(shí)還要具備一定的柔性，這樣才能在突來(lái)的重壓下，通過(guò)微變形分散壓力，在重物通過(guò)后恢復(fù)如常。

為實(shí)現(xiàn)大橋超千米的跨度，建設(shè)者們?yōu)槠洹傲可矶ㄖ啤绷藦?qiáng)度達(dá)500兆帕的高強(qiáng)度鋼，這意味著每平方米鋼梁能承受的最大力為5萬(wàn)噸，相當(dāng)于2.5萬(wàn)臺(tái)轎車的重量，為世界先進(jìn)的高強(qiáng)度高性能橋梁鋼。

此外，滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋公路面采用華為5G新型微站覆蓋，鐵路面采用中天新型5G泄漏電纜覆蓋，引橋部分采用南通鐵塔建設(shè)多座超高鐵塔站點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋。

王峰介紹，大橋?qū)M足用戶高速上網(wǎng)、高清語(yǔ)音通話、VR/AR等5G應(yīng)用的需求，同時(shí)可升級(jí)SA網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)低時(shí)延、大連接等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，通過(guò)集成各種高新技術(shù)，大橋?qū)⒆兊酶勇斆髦腔邸＃〒?jù)新華社、《科技日?qǐng)?bào)》）