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科技日报|“基建狂魔”又来了 这座“千米级”大桥建造技术令世界惊叹！( 二 )



实时监测技术让330米主塔不“跑偏”

索塔是斜拉桥的关键受力结构 ， 斜拉桥跨度越大要求索塔建筑高度越高 。

沪苏通长江公铁大桥主塔高度为330米 ， 相当于110层高楼 ， 为世界最高公铁桥主塔 。

科技日报|“基建狂魔”又来了 这座“千米级”大桥建造技术令世界惊叹！
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高耸入云的主塔给施工带来了不少难题 。

对混凝土而言 ， 强度越大 ， 标号越高 ， 意味着粘度越大 ， 就像很稠的粥 ， 流动性差 ， 难以泵送至高空；在普通的工程环境 ， 混凝土洒水养护、保温、保湿相对容易 ， 混凝土抗裂容易得到保证 ， 但这些在300多米的高空中难以实现 。

为解决这些问题 ， 中铁大桥局通过调整配合比 ， 研究出了一种新型混凝土 ， 一举解决了泵送难、不抗裂等难题 。

这种新型混凝土在保障质量的同时 ， 还具有高流态降粘等特性 ， 浇筑初期能控制水化反应 ， 避免过度发烧 ， 在降温收缩时能自我激发膨胀 ， 补偿收缩 ， 配合循环冷却水管、全封闭防风措施等 ， 表现出不俗的抗裂效果 。

同时 ， 中铁大桥局引进超高混凝土主塔塔偏实时监测技术 。 在塔梁同步施工时 ， 系统可实现对施工全过程桥塔变形进行实时测量 ， 获得桥塔变形时程曲线 。 一旦检测到的曲线发生偏移 ， 建设者们可以立刻进行纠偏 ， 确保主塔按照预定“路线”长高而不“跑偏” 。

单根斜拉索可吊起600多辆小汽车

行走在沪苏通大桥 ， 映入眼帘的斜拉桥拉索犹如一把扇子 ， 以主塔为中线依次向两边散开 。

考虑到经济性 ， 大桥为沪苏通铁路、通苏嘉城际铁路、锡通高速公路的共用过江通道 ， 上层设置为双向六车道高速公路 ， 时速100千米；下层设置为双向四线铁路 ， 时速200千米(沪苏通铁路)、250千米(通苏嘉甬铁路) 。

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面对大跨、重载的需求 ， 大桥的主体结构材料——钢梁和拉索必须异常坚实 。

李军堂将桥梁的钢梁比作一只巨型“扁担” ， 两个主塔横梁犹如“挑夫”的肩膀 ， “挑夫”相隔越远 ， 钢梁承载就越重 ， “扁担”越容易向下弯曲变形 ， 因此必须有相当强度的拉索才能拉住这根刚柔并济的“扁担” 。


项目上马时 ， 国内没有一家钢厂能生产制造这种斜拉索的高强度盘条 ， 全世界仅有日本新日铁和韩国浦项制铁有此技术 。 消息灵通的日本人很快找上门推销 。

“我们还是希望尽力用国产材料 ， 因此组织国内厂家多次研究 ， 并联合相关科研院所 ， 启动了2000兆帕钢丝的研发工作 ， 经过两年多的努力 ， 终于突破了国外企业的技术垄断 ， 生产出了直径7毫米的‘最强’钢丝 。 ”李军堂说 。

大桥共安装了432根斜拉索 ， 其中最长的一根长576米 。 由于钢丝强度大 ， 单根斜拉索最大许用索力达1300多吨 ， 足以吊起600多辆小汽车 。

主桥钢梁也面临新挑战：必须有足够的刚度 ， 才能满足荷载需求 ， 同时还要具备一定的柔性 ， 这样才能在突来的重压下 ， 通过微变形分散压力 ， 在重物通过后恢复如常 。

为实现大桥超千米的跨度 ， 建设者们为其“量身定制”了强度达500兆帕的高强度钢 ， 这意味着每平方米钢梁能承受的最大力为50000吨 ， 相当于25000台轿车的重量 ， 为世界先进的高强度高性能桥梁钢 。

沪苏通长江公铁大桥公路面采用华为5G新型微站覆盖 ， 铁路面采用中天新型5G泄漏电缆覆盖 ， 引桥部分采用南通铁塔建设多座超高铁塔站点进行补充覆盖 。

王峰介绍 ， 大桥将满足用户高速上网、高清语音通话、VR/AR等5G应用 ， 同时可升级SA网络 ， 实现低时延、大连接等工业物联网应用 ， 通过集成各种高新技术 ， 大桥将变得更加聪明智慧 。


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