滬蘇通長(cháng)江公路鐵路大橋通車(chē)運營(yíng) 邁入“千米級”時(shí)代

7月1日，世界上首座跨度超千米的公鐵兩用斜拉橋——主跨1092米的滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋通車(chē)運營(yíng)，這也標志著(zhù)世界公鐵兩用斜拉橋主跨將邁入“千米級”時(shí)代。

滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋創(chuàng )下多項“世界之最”，這其中，我省企業(yè)和高校廣泛參與，刻下“江蘇烙印”。大橋建設中用了大量的新材料、新技術(shù)、新裝備和新工藝，擁有完全自主知識產(chǎn)權。這座橋成為一座創(chuàng )新之橋、科技之橋，更成為一座檢驗江蘇智造的實(shí)力之橋。

超高強度斜拉索堪比全球“最硬的鱗”

滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋南起蘇州市張家港市、北至南通市通州區，橋址處靠近長(cháng)江入?？?，江面寬達6公里。

縱觀(guān)滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋，首先映入眼簾的是一根根纜索組成的斜拉索，每一根纜索都在牢牢地“拉”住混凝土橋面。“大橋的跨度大，荷載重量大，對鋼梁和斜拉索的要求非常之高。”法爾勝泓昇集團有限公司副總裁、總工程師劉禮華告訴記者，法爾勝泓昇集團聯(lián)合合作單位，經(jīng)過(guò)長(cháng)達4年的研發(fā)，找到了最佳材料配方和工藝，最終生產(chǎn)出了直徑7毫米的“最硬”鋼絲，單根鋼絲可吊起5輛家用汽車(chē)，為大橋提供了2000兆帕的超高強度斜拉索，刷新了國內斜拉索承載力紀錄。

“2000兆帕的鋼絲我們從未生產(chǎn)過(guò)，這種直徑為7毫米的超高強度鋼絲在世界上還是首次應用，充滿(mǎn)挑戰性。”劉禮華說(shuō)，單根鋼絲需要同時(shí)保證扭轉、纏繞等16項指標全部滿(mǎn)足要求，在當時(shí)國內沒(méi)有任何經(jīng)驗可借鑒。強難之下，法爾勝泓昇集團利用江蘇的制造業(yè)優(yōu)勢，聯(lián)合在江陰的企業(yè)“興澄特鋼”做原料，先做鋼絲后做纜索。

“鋼絲強度有一個(gè)理論極限，達到2000兆帕基本接近理論相對高度。”劉禮華表示，鋼絲從1770兆帕變成1860兆帕，僅僅是工藝上的突破;而1860兆帕到2000兆帕，則是原則性的技術(shù)包括煉鋼技術(shù)、拉拔技術(shù)及專(zhuān)利上的突破。通過(guò)一次次試制、試驗、檢測及分析，不斷地反饋問(wèn)題、解決問(wèn)題，通過(guò)對上百項工藝參數進(jìn)行調整、摸索、驗證，一步步提高各項性能指標，經(jīng)過(guò)長(cháng)達6年的努力，法爾勝泓昇集團最終開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足滬蘇通長(cháng)江大橋的超高強度鋼絲。

世界最高強度纜索的使用，使整個(gè)大橋在同樣載荷的情況下，減少了用鋼量和用索量。除此之外，這些纜索還有多項自主創(chuàng )新，據劉禮華介紹，纜索的涂層采用鍍鋅鋁稀土，耐腐蝕壽命長(cháng)，單根纜索長(cháng)度達到了576米，在世界上排名第一;全球首創(chuàng )智能索技術(shù)，在纜索內部放置光纖24小時(shí)監測纜索受力;在纜索領(lǐng)域已做到全球領(lǐng)跑。

主塔最高沉井最大，創(chuàng )下兩項世界紀錄

斜拉索拉起橋面，最終需要通過(guò)大橋的索塔承壓受力。斜拉橋跨度越大就要求索塔建筑高度越高。滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋主跨為1092米，主塔高度就隨之攀升到330米，相當于110層高樓，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。對于混凝土而言，強度越大，標號越高，意味著(zhù)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，混凝土灑水養護、保溫、保濕相對容易，混凝土抗裂容易得到保證，但這些在330米的高空中難以實(shí)現。

為提高主塔的穩定性及塔柱的抗扭剛度，施工人員通過(guò)調整配合比，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。但如何將大體積的混凝土泵送到百米高空，又怎樣提高混凝土的抗裂性能，也需要技術(shù)上的突破。江蘇蘇博特新材料股份有限公司工作人員介紹，他們通過(guò)數百次的試驗，創(chuàng )新研發(fā)出減小收縮的功能型混凝土外加劑，攻克了“高強大”體積混凝土收縮開(kāi)裂的國際難題，為超高主塔的建造提供了有力的保障。

1092米的跨度和330米的主塔高度為大橋的建設帶來(lái)不少難題，要想“跨得穩”，就要“立得住”，主墩鋼沉井就是這一“跨”的關(guān)鍵所在，必須沉的很深。中鐵大橋局副總經(jīng)理、滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋項目部經(jīng)理羅兵介紹，滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋沉井基礎長(cháng)86.9米，寬58.7米，高約110米，平面面積相當于12個(gè)籃球場(chǎng)，是目前世界上體積最大的水中沉井基礎，要將這些“定江神針”精確地沉入江底絕非易事。

施工過(guò)程中，大橋項目部請來(lái)無(wú)錫研究深水探測的中國船舶第七〇二研究所，利用水下機器人進(jìn)行沉井封底前的基底探測。中國船舶第七〇二研究所所長(cháng)何春榮表示，基底探測在沉井施工過(guò)程中可判斷下一步施工是否達到要求;通過(guò)水下機器人的視頻探測和聲吶掃描，施工方可直觀(guān)地看到水底情況，準確測量出淤泥的高度、厚度，發(fā)現水底障礙物，為井孔內精確抓泥、高壓射水，清除沉積江底數百米的障礙物提供了科學(xué)的數據支撐。

東大自創(chuàng )自平衡測樁技術(shù)“四兩撥千斤”

萬(wàn)丈高樓始于壘土，橋梁建設也是如此，滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋同樣少不了穩固的地基基礎。滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋樁基礎承載性能以及設計參數指標的確定也是應用的“江蘇技術(shù)”，東南大學(xué)土木工程學(xué)院龔維明教授團隊早在2014年就前往大橋選址處，通過(guò)其自主研發(fā)的“深基礎自平衡法承載力測試成套技術(shù)”，成功解決了滬蘇通大橋樁基礎建設過(guò)程中所面臨的超高噸位、超大尺寸、超長(cháng)埋深、復雜環(huán)境下承載力測試難題。

“滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋全線(xiàn)地基土體偏軟，樁基礎打到什么深度，既經(jīng)濟又安全，很考驗我們的技術(shù)。”龔維明告訴記者，現場(chǎng)地下200多米處才出現巖層，樁基礎合適的持力層選擇不僅關(guān)系到基礎建造成本和施工難易程度，更直接決定了樁基承載安全性能。通過(guò)團隊研發(fā)的“自平衡測樁技術(shù)”，將自主知識產(chǎn)權的“荷載箱”埋設在樁身一定深度的“平衡點(diǎn)”位置處，實(shí)現大噸位樁基承載力“四兩撥千斤”式的精確測試，并進(jìn)一步得到樁基礎設計所需的參數指標。

龔維明介紹，應用該項技術(shù)，還可使承載力測試時(shí)間由傳統的一個(gè)多月縮短到幾天。據悉，該技術(shù)已被國內外500多家企業(yè)應用于國內32個(gè)省市以及15個(gè)“一帶一路”沿線(xiàn)國家的12000多個(gè)工程，解決了重大工程深基礎承載力測試的技術(shù)難題，并創(chuàng )造了多項世界測試紀錄，目前在建的南京五橋等橋梁工程也應用了這一技術(shù)。

通車(chē)后，滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋已實(shí)現5G信號全覆蓋，這也是全國首座使用5G漏纜實(shí)現信號覆蓋的高鐵大橋。據介紹，大橋公路面將采用華為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多座超高鐵塔站點(diǎn)進(jìn)行補充覆蓋。相比公路面，鐵路面無(wú)線(xiàn)通信的覆蓋更難更復雜，中天科技通信產(chǎn)業(yè)集團總裁沈一春介紹，高鐵車(chē)體損耗大，對漏纜系統損耗、頻率兼容性能提出了更高的要求。為此，中國鐵塔—中天科技聯(lián)合實(shí)驗室對大橋覆蓋要求和漏纜整體系統損耗做了詳盡分析，采用漸變分頻技術(shù)，使整體信號覆蓋均勻，創(chuàng )新開(kāi)發(fā)了新型5G漏纜。

中鐵大橋局滬蘇通長(cháng)江公鐵大橋項目部常務(wù)副經(jīng)理查道宏表示，目前5G信號全覆蓋的大橋能滿(mǎn)足用戶(hù)高速上網(wǎng)、高清語(yǔ)音通話(huà)、VR/AR等5G應用，同時(shí)可升級SA網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現低時(shí)延、大連接等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用，屆時(shí)，大橋將成為一座真正的智能化橋梁。

本報記者 張 宣 王夢(mèng)然

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