如何在萬里長江架設「世界公鐵第一橋」？

出品| 網易新聞

作者| 中國交建

　　有人在度娘上問：從南通到上海要多久？

　　一樓：一個小時多

　　二樓：一樓的沒坐過車，快客一小時你能到上海？不知道別瞎說，怎麼也得兩個多小時。

　　其實，一樓和二樓說的都沒錯，等滬通長江大橋建成通車後，從南通到上海只需要1小時左右。所以，錯就錯在一樓生活在未來，二樓活在當下！

（一）萬里長江架設「世界公鐵第一橋」

　　滬通長江大橋是滬通鐵路的一個關鍵性控制工程，全長11072米，是世界上最大跨度公鐵兩用斜拉橋，也是世界首座跨度超過千米的公鐵兩用橋樑。

　　它是通行四線鐵路、六車高速公路的公鐵兩用大橋，上面是公路，下面是鐵路。

　　大橋工程所用鋼筋約48萬噸，相當於12個 「鳥巢」所用鋼材；混凝土230萬立方米，相當於8個國家大劇院的用量。大橋能抵禦14級颱風，8級地震，10萬噸級船舶的撞擊。無論長度還是規模，都堪稱「世界公鐵第一橋」 。

（二）1.5萬噸橋墩鋼沉井，插入長江的「定海神針」

　　（滬通長江大橋主塔示意）

　　大橋主塔高325米，相當於100多層樓高。問題來了，這麼高的主塔怎麼立在長江里？就得架橋墩，而提到橋墩你就得知道沉井結構。

　　所謂的沉井，就是井筒狀的結構物，它特別沉，依靠自己的重力下沉到水底，在通過混凝土封底，把井空填滿，是橋樑墩台的基礎。

　　滬通長江大橋的這個主塔橋墩28號橋墩底部是鋼沉井，有44米高，上面是混凝土沉井，總共高105米。鋼沉井就永久打入江底。為了方便吸泥下沉，沉井有24個井孔。從空中俯瞰，它像一塊「蜂窩煤」。

　　不過，它可沒那麼小，它有12個籃球場的面積之和那麼大，是「之和」！重達1.5萬噸，是世界上規模最大的橋樑沉井結構。

　　（29號墩鋼沉井，圖片來自網路）

　　鋼沉井就是橋墩的基礎，就是將一座巨型鋼結構沉入江底後，再將幾萬立方米的混凝土澆灌入這個巨型鋼結構的井壁。沉井承擔著橋樑的全部荷載，是名副其實的 「定海神針」。

1、「巨無霸」怎麼造？

　　這個鋼鐵巨無霸可不是一下子造出來的，得一層一層組裝，每一層有35個重40噸的十字架形組件，而每個十字架組件，又由幾十片大小構件焊接。當然焊接也要有嚴格的工藝操作流程，消除厘米級誤差。

　　（鋼沉井部分組件）

2、如何在江面上平穩挪移11公里？

　　從建造鋼沉井的熔盛重工4號船塢至28號橋墩位置，距離約11公里。鋼沉井自身沒有動力裝置，且體積為全球最大，怎麼運，這也是個難題。

　　後來，建設和海事部門制定了多套周密方案，還在江面沿途進行了交通管制。出塢後，這座高約15層的鋼沉井在8艘拖輪的 「前拱後衛」，一起朝著滬通大橋橋址出發。一路上，工人們可謂「精心呵護」，不碰不撞。經過兩個多小時的江上遷徙， 「巨無霸」終於平穩地到達預定位置，成功開創了中國大噸位鋼沉井整體浮運新技術。

3、如何精準定位，沉到預定位置？

　　你以為運完了就完事了？運只要兩個多小時，但是要被順利固定，並澆築混凝土，就得用上2到3個月。

　　沉井到位以後，由於它的斷面打，墩位處水流流速快，28號沉井就受到694噸的水流力和風力，29號更要達到960噸。工程師們經過反覆討論與計算，提出了一種新型錨定系統——大噸位鋼樁錨定位系統，這套系統是在世界橋樑施工中首次運用。

　　它主要通過8根露出水面的鋼錨樁和沉在江底的混凝土重力錨，將鋼沉井牢牢穩定在江面上，通過集中控制的多台千斤頂對鋼沉井進行多項同步快速定位。這套系統剛度大，受力明確，讓鋼沉井能夠在巨大水流力下也能精確定位，還避免了長江上橫水流擺動的難題。

　　（鋼沉井下沉示意圖）

　　開始下沉後，就是往固定好的沉井裡灌水，在錨樁和鋼繩的牽引下，促使沉井慢慢下沉，扎進20多米深的河床後，繼續通過井口把泥沙吸走，使沉井在凹凸不平的河床底保持穩定。在此過程中，還將在現有44米高沉井的基礎上，再用鋼筋混凝土接高至115米，整體構成28號主塔墩的基礎。

　　當然，繼續下沉不可能是一帆風順的，會遇到這樣的情況怎麼辦？

　　通過在上游不斷澆築混凝土，下游的沙子滑落，沉井才會漸漸平衡。

（三）空中舞「巨龍」：安裝鋼桁梁

　　2015年10月21日，項目部開始安裝鋼桁梁，實現全橋鋼桁梁安裝「第一弔」 。鋼桁梁憑其巨型體格成為名副其實的空中「巨龍」 。

1、「量身定做」高性能鋼材

　　作為主跨度超千米的公鐵兩用橋，鋼桁梁斜拉橋主桁桿件軸力超大，鋼材屈服強度必須達到500兆帕級，傳統的、現有的材料很難滿足設計要求。之前，中國南京大勝關長江大橋使用的是Q420qE鋼材，沒有比這個強度更高的橋樑鋼了，所以中國工程師自主研發了Q500qE級高強度橋樑結構鋼。

　　滬通長江大橋鋼桁梁用鋼25萬多噸，是武漢長江大橋的11.9倍，是京滬鐵路南京大勝關長江大橋的3.5倍。

　　（安裝鋼桁梁）

2、「巨龍」鋼桁梁就要巨型塔吊來安裝

　　巨龍般的鋼桁梁，需要巨型設備來安裝。先利用1600噸大型浮吊把主塔墩頂的鋼樑架上去，再在已經架完的鋼樑兩邊對稱拼裝兩台架梁吊機，它揮舞著巨臂和吊鉤，不停地轉身、起吊。塔吊臂距可達40米，抗傾覆力矩達3600噸米以上，可將200噸重物從20米開外吊起，相當於4000名標準身材青年人的總重。

　　對於工人們來說，安裝鋼桁梁有如在50多米的高空懸臂「走秀」。鋼桁梁由343根桿件組成，最大桿件重約50噸，單個桿件的螺栓孔就多達數百個，安裝精度控制在2毫米以內，勞動強度極大。

（四）江中築島，解決水上混凝土供應難題

　　滬通大橋正橋1號墩到25號墩，長約3公里。其中3號墩與4號墩之間，每日千帆競渡，熱鬧非凡，為長江天生港專用航道。此航道斷開了水上60萬方混凝土的供應，如此大體量的水上混凝土供應問題如何解決呢？

　　項目部決定吹填築島，建設拌合站。用了一個月，長150米、寬120米、18000平方米，兩個半足球場地大小般的人工島，就像螞蟻搬家一樣地被「搬」到了江中。

　　水上混凝土攪拌站，布置每小時180立方的固定式混凝土拌和樓3台，最多可儲備約17000立方砂石料，三台拌合樓24小時連續供料能力最多可達近萬立方米，另外還布置了沉澱池、現場試驗室、道路、停車場等配套設施。人工島的建設，為水上60多萬方混凝土的落地提供了的保障。

結語

　　滬通長江大橋於2014年03月01日開工建設，投資150億元，工期五年半。建成投入使用後，將成為沿海重要的鐵路、公路過江通道。

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編輯| 於冉帝

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