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世界最大跨度斜拉橋這樣建成(工匠絕活·我在重大工程一線)

2025-08-06 06:05:00

來源:人民日報(bào)

  工人裝吊智能取土機(jī)器人。

  中鐵大橋局供圖

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  工人裝吊智能取土機(jī)器人。
  中鐵大橋局供圖

  工人調(diào)試鋼梁架設(shè)吊機(jī)走行部件。

  中鐵大橋局供圖

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  工人調(diào)試鋼梁架設(shè)吊機(jī)走行部件。
  中鐵大橋局供圖

  施工中的常泰長江大橋全景。

  江蘇省交通工程建設(shè)局供圖

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  施工中的常泰長江大橋全景。
  江蘇省交通工程建設(shè)局供圖

  近日,世界最大跨度斜拉橋——常泰長江大橋正在進(jìn)行交工前的各項(xiàng)檢測工作,預(yù)計(jì)8月基本建成?!皩脮r(shí),江蘇常州與泰州之間通行時(shí)間將從1小時(shí)20分鐘縮短至20分鐘左右,進(jìn)一步推動跨江城市群協(xié)調(diào)發(fā)展。”江蘇省交通工程建設(shè)局常泰長江大橋建設(shè)指揮部現(xiàn)場指揮長李鎮(zhèn)說。

  自2019年10月開工建設(shè)以來,大橋參建單位不斷創(chuàng)新、攻堅(jiān)克難。從江底沉井的智能取土到云端橋塔的鋼筋“搭積木”,再到一氣呵成的精細(xì)化橋面鋪裝,建設(shè)者們以一項(xiàng)項(xiàng)自主創(chuàng)新不斷攻克世界級難題。

  智能取土機(jī)器人讓大橋“站穩(wěn)腳跟”

  有多大的主跨,就得有多牢固的橋墩。

  1208米的主跨,使得傳統(tǒng)的鉆孔樁施工技術(shù)無法滿足承載力的需求,承建大橋南主塔的中鐵大橋局便采用了沉井的施工方式。中鐵大橋局常泰長江大橋項(xiàng)目工程部部長李杰介紹:“沉井是大橋塔墩的水下基礎(chǔ),大橋6號墩的鋼沉井設(shè)計(jì)獨(dú)特,采用新型的減自重與減沖刷的‘上小下大’階式結(jié)構(gòu),其沉井鋼結(jié)構(gòu)與混凝土的總重量超過22萬噸。”

  將這樣一個(gè)龐然大物放到江底并不容易。6號墩沉井技術(shù)負(fù)責(zé)人方林介紹,施工時(shí),沉井最大入土深度達(dá)48米,需穿越三層粉質(zhì)黏土層,“如果采取傳統(tǒng)空氣吸泥機(jī)進(jìn)行作業(yè),取土不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,還存在取土盲區(qū)。”

  取土難題如何解決?項(xiàng)目組研發(fā)了一套智能取土機(jī)器人。方林坐在項(xiàng)目部的指揮室里,向記者展示機(jī)器人的操作。只見他實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人位置,并通過機(jī)器人搭載的水下視頻監(jiān)控、前視聲吶和避碰聲吶傳感器對施工環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。隨著鉆頭旋轉(zhuǎn),水底下的土塊立刻被擊碎,并通過管道排到沉井以外。同時(shí),機(jī)器人工作臂可以進(jìn)行360度的旋轉(zhuǎn)、伸縮,解決了取土盲區(qū)的難題。

  李杰介紹:“原來進(jìn)行1個(gè)作業(yè)面作業(yè)需要6個(gè)人操作,每個(gè)小時(shí)只能絞吸黏土40立方米左右。有了這款智能取土機(jī)器人,只需要一個(gè)人操作,取土效率達(dá)到每小時(shí)200立方米,讓主塔沉井的取土下沉就位作業(yè)提前兩個(gè)月完成?!?/p>

  裝配化施工讓主塔每天“長高”1.2米

  傳統(tǒng)橋塔鋼筋施工一般需要工人身處高空,將鋼筋逐根綁扎,但是常泰長江大橋中塔柱為四塔肢空間鉆石型結(jié)構(gòu),空間傾斜角度達(dá)到8度,傳統(tǒng)工藝的高空作業(yè)安全保障、施工效率和精度控制已經(jīng)不適應(yīng)施工需求。

  常泰長江大橋參建單位——中交二航局的工程師們結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn),創(chuàng)新工藝方案,沿著“鋼筋片體—塊體—部品”的實(shí)施路徑研制出新型鋼筋片體柔性制造生產(chǎn)線,用于鋼筋片體和鋼筋塊體生產(chǎn)。

  中交二航局常泰長江大橋項(xiàng)目部常務(wù)副經(jīng)理王輝介紹:“新型生產(chǎn)線集成了無人自適應(yīng)布料、機(jī)器視覺尋點(diǎn)焊接、傾角同步調(diào)整、機(jī)器人空間尋點(diǎn)焊接等流程,實(shí)現(xiàn)了鋼筋片體自動化生產(chǎn)和塊體機(jī)械化成型,成型的片體精度能達(dá)到毫米級,片體和塊體的生產(chǎn)效率均可以達(dá)到每小時(shí)8個(gè),首次實(shí)現(xiàn)了大傾角變截面鋼筋塊體機(jī)械化制造?!?/p>

  鋼筋塊體被運(yùn)到施工現(xiàn)場后,在拼裝胎架上被初步固定,同步頂推系統(tǒng)隨即進(jìn)行塊體穿插,精調(diào)傾斜角度,安裝塊體交會區(qū)主筋,完成鋼筋部品節(jié)段組拼。

  “單個(gè)節(jié)段的重量近60噸,我們采用萬噸米級塔吊把它整體吊裝上塔,使用錐套鎖緊鋼筋接頭,再進(jìn)行部品節(jié)段間連接,索塔鋼筋就可以像積木一樣組裝拼接?!敝薪欢骄殖L╅L江大橋項(xiàng)目部副經(jīng)理湯葉帥說,“使用這種施工方法,保持了主塔每天1.2米的‘長高’速度,還減少了60%以上的高空作業(yè)人員,施工效率和安全性都更有保障?!?/p>

  精細(xì)化控制讓橋面鋪裝一氣呵成

  “超大跨徑、非對稱荷載、雙層橋面公鐵同層等因素讓大橋的瀝青攤鋪工作面臨新的挑戰(zhàn)?!蹦贤窐蚬こ逃邢薰境L╅L江大橋項(xiàng)目經(jīng)理王善來介紹,為使橋面鋪裝工作順利進(jìn)行,團(tuán)隊(duì)針對不同的行車區(qū)域,分別采用了8種鋪裝結(jié)構(gòu)和鋪裝體系。

  此次瀝青攤鋪工作中,全面采用了高溫拌合型環(huán)氧樹脂等國產(chǎn)材料,不僅打破了鋼橋面鋪裝用環(huán)氧樹脂長期依賴進(jìn)口的困境,更標(biāo)志著國產(chǎn)材料在千米級超大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝領(lǐng)域取得了重要突破。

  “鋪裝的時(shí)候需要一氣呵成。”南通路橋工程有限公司常泰長江大橋項(xiàng)目首席質(zhì)量官韓金剛告訴記者,施工前,團(tuán)隊(duì)用裝有導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)輸車反復(fù)測試最優(yōu)運(yùn)輸路線,最遠(yuǎn)的點(diǎn)位需要在40分鐘內(nèi)到達(dá),才能保證環(huán)氧瀝青混合料從拌合到攤鋪在2.5小時(shí)的規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。

  韓金剛介紹,團(tuán)隊(duì)運(yùn)用數(shù)字孿生平臺對鋪裝作業(yè)實(shí)施全天候精細(xì)化管控,實(shí)現(xiàn)鋼橋面環(huán)氧富鋅漆自動噴涂、環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑自動涂刷、環(huán)氧樹脂結(jié)合料自動稱量投放,提高了鋪裝的工作效率和質(zhì)量。

  據(jù)了解,常泰長江大橋上下層鋼橋面鋪裝瀝青總面積超25萬平方米,相當(dāng)于30多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場的面積,在施工人員的努力下,僅用24個(gè)有效工作日就完成了鋼橋面主體鋪裝。

  《 人民日報(bào) 》( 2025年08月06日 06 版)

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