常泰長江大橋一瞥。

邵 旭攝

焊接機器人對U肋板單元進行焊接。
張孝遠攝

施工人員對沉井承臺進行第二次混凝土澆筑。
孫 璐攝

大橋南主塔封頂。
邵 旭攝

大節(jié)段從碼頭滾裝上船。
陸嚴蘇攝

對大節(jié)段進行吊裝。
陸嚴蘇攝

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在江蘇泰興七圩渡口，車輛排隊等待乘坐輪渡前往江對岸的常州。常州和泰興隔江相望，平均距離僅約3公里，但若不乘輪渡，只能繞行泰州大橋或江陰大橋。建橋，是當?shù)匕傩盏恼媲衅谂巍?/p>

5年時間，長江中下游，泰州大橋與江陰大橋之間，一條新的“鋼鐵巨龍”橫臥江面，蔚為壯觀。這條“巨龍”就是常泰長江大橋。大橋全長10.03公里，主航道橋采用主跨1208米斜拉橋，天星洲和錄安洲兩個專用航道橋采用主跨388米鋼桁梁拱橋，均刷新同類橋梁世界紀錄。目前，全橋合龍在即，大橋建成通車后，常州至泰興車程將縮短至半小時左右，對推進“一帶一路”交匯點建設(shè)、服務(wù)長江經(jīng)濟帶發(fā)展和長三角一體化發(fā)展戰(zhàn)略、促進揚子江城市群協(xié)調(diào)發(fā)展等具有重要意義。

常泰長江大橋有何特殊之處？大橋設(shè)計與建設(shè)背后有哪些故事？日前，記者探訪了常泰長江大橋建設(shè)現(xiàn)場及相關(guān)工廠。

“焊接時要全神貫注”

在中鐵工業(yè)旗下的中鐵寶橋揚州公司生產(chǎn)基地，兩塊鋼桁梁大節(jié)段靜置地面，等待從碼頭啟運，拉往橋位吊裝。這一步驟后，常泰長江大橋?qū)⒗_全橋合龍序幕。

從下往上看大橋，并未覺察其中一塊節(jié)段有多大，但真正站在未出廠的節(jié)段面前，記者不禁被其龐大身軀所震撼?！敖蚓拖翊罘e木，對于常泰長江大橋主航道橋來說，就是把一塊塊大節(jié)段拼接起來。”中鐵寶橋揚州公司常泰長江大橋項目副經(jīng)理秦勛介紹，大節(jié)段好比積木，別小瞧這塊“積木”：標準長度28米，寬35米，高15.5米，最大單重達1866噸。

大節(jié)段由板單元及不同類型桿件組成，板單元由板材切割后的零部件拼焊出來，大橋的質(zhì)量和安全與此直接相關(guān)?！案鲆路愃疲檬裁戳献?，領(lǐng)子、袖子縫得結(jié)不結(jié)實，都會影響衣服的耐久性?！鼻貏渍f。

在基地鋼橋梁智能制造示范線，記者看到圍繞板單元加工制作的諸多工藝，目標只有一個：焊得更牢固?！斑@叫‘U肋’，在板單元中扮演重要角色，是提高橋面強度的關(guān)鍵。”走到一塊船位焊的板單元旁，秦勛介紹，橋面板單元的一面過車，有車時就有壓力，車通過后壓力消失，這樣反復(fù)作用會導(dǎo)致疲勞載荷，路面易開裂。這就需要在另一面焊上一根根U肋，在一定區(qū)域形成箱體結(jié)構(gòu)，大大提升路面承載力。

“這個焊縫焊得光滑，外觀好，內(nèi)部也沒啥缺陷?！敝需F寶橋揚州公司常泰長江大橋項目副總工曹林說，以前U肋焊到板上主要靠人工，常泰長江大橋建設(shè)過程則采用了焊接機器人。激光傳感器就像“眼睛”，掃一下就知道點焊位置在哪兒，精度和效率明顯提升。

來自河北的曹林是90后，大學(xué)畢業(yè)就來到中鐵寶橋揚州公司技術(shù)研發(fā)部工作。常泰長江大橋?qū)α悴考鹊淖非蠛桶芽?，給他留下深刻印象?！皹蛎姘鍐卧猆肋的熔深必須控制在80%。換句話說，U肋厚度8毫米，單面焊接的坡口部分熔透角焊縫焊根未熔透的最大尺寸不超1.6毫米。”曹林說，“焊接時要全神貫注，熔深低于80%達不到標準要求，可如果電流電壓稍微大一點或設(shè)備抖動一下，就會直接焊穿，因此必須格外精準?！?/p>

“我們還引入了破壞性試驗?！辈芰纸榻B，項目隨機抽取板單元成品，將其焊縫切割來驗證焊接質(zhì)量，為提高板單元疲勞性能及耐久性提供可靠保障。

中鐵工業(yè)旗下的中鐵山橋南通公司也承擔了常泰長江大橋鋼桁梁大節(jié)段的制作。老家安徽的馬浩鵬是公司工程技術(shù)部部長，雖為95后，卻是工作9年、參建20余座大橋的“老司機”?，F(xiàn)在，他的腦海里仍不時浮現(xiàn)當時大節(jié)段裝船發(fā)運的場景。

“大節(jié)段尺寸大、重量大，碼頭的吊機根本吊不動，只能采用滾裝上船的方式。發(fā)運要密切關(guān)注當天水位，那時江面水位較低，經(jīng)常凌晨啟運，把大節(jié)段從廠區(qū)運往船上的時間很緊張。節(jié)段一上船，船一邊就翹起來，然后趕快往另一邊船艙注水，保持船的平衡，整個過程需要各方緊密配合。”馬浩鵬說，“一塊大節(jié)段，從板材運來，經(jīng)下料、組焊、涂裝，再到發(fā)運，周期約半年。眼瞅著一個個節(jié)段被拎上去，那叫一個激動！”

“兩側(cè)同位置孔的圓心間距偏差不超過0.5毫米”

常泰長江大橋所處位置，深水航道寬900米，往來航船如織。繁忙的航道如一條車輛川流不息的高速路。為了減少對航道通航影響，大橋設(shè)計者選擇了斜拉橋橋型，并將跨度做到極大。

走在下層橋面，工人正加緊安裝防拋網(wǎng)、防撞護欄等附屬設(shè)施?！吧蠈訕蛎鏋殡p向六車道高速公路，咱們在的這層，這邊是兩線城際鐵路，那邊是四車道普通公路?！敝需F大橋局常泰長江大橋項目副經(jīng)理趙政說，這是大橋最特殊的地方之一。

有啥特殊？趙政介紹，按照傳統(tǒng)做法，一般將兩線鐵路放中間，兩邊各布置兩條公路車道，這樣結(jié)構(gòu)是對稱的。而現(xiàn)在鐵路和公路分列橋梁兩側(cè)，是一座“偏心橋”，這對于設(shè)計者和建設(shè)者而言，是亮點，也是難點。

據(jù)介紹，鐵路與公路的恒載差異很大。荷載不平衡，將導(dǎo)致主梁橫偏變形，橋面一邊高一邊低，威脅行車安全。為了解決荷載非對稱問題，大橋設(shè)計者一方面嘗試采用輕型化鐵路橋面系結(jié)構(gòu)，減輕鐵路側(cè)重量；同時，調(diào)整斜拉索索力，使鐵路側(cè)的張力大于公路側(cè)，保證兩側(cè)橋面一樣高。

曹林告訴記者，兩側(cè)腳下踩的路面材質(zhì)也不同。鐵路側(cè)是更厚的復(fù)合鋼板，由碳鋼和不銹鋼采用爆炸工藝結(jié)合而成，之后放道岔；而公路側(cè)使用的只有碳鋼，上面將鋪瀝青。

大橋兩側(cè)的弦桿上，分布著密密麻麻的螺栓與孔群。從工廠運來的大節(jié)段，正是采取先栓后焊的方式拼接起來。中鐵山橋常泰長江大橋項目經(jīng)理李福生帶領(lǐng)團隊，連續(xù)幾天在現(xiàn)場測量鋼桁梁的拼裝精度，其中就包括弦桿箱口栓孔的同心度。

“螺栓孔群的精度決定了大節(jié)段能否順利拼接、大橋能否成功合龍。兩個節(jié)段吊上來后，在弦桿間放置拼接板，打上螺栓固定，下一步就是焊接了。如果連栓孔都對不齊，節(jié)段根本拼不起來。”李福生說，“我們使用了大型雙龍門三維數(shù)控鉆床，實現(xiàn)雙機精密聯(lián)動，一次性完成桿件兩端栓孔的鉆制，同時在實體拼裝前，進行模擬預(yù)拼，保證栓孔精度。”

在中鐵山橋南通公司的工廠，記者見到了李福生說的鉆孔設(shè)備，鉆床正在進行下一座橋梁的弦桿作業(yè)。

“常泰長江大橋的栓孔就是這臺機器打出來的，我們先打定位孔。3個定位孔，能控制這一區(qū)域的孔群位置?！瘪R浩鵬介紹，“兩側(cè)同位置孔的圓心間距偏差不超過0.5毫米”。

定位孔鉆制后，工人將一塊樣板放到弦桿位置，和3個定位孔重合，操作搖臂鉆床開始鉆其余位置的栓孔?！皹影迨翘厥獠馁|(zhì)做的，鉆頭鉆上去也不會損壞?！瘪R浩鵬介紹，孔群鉆好后由質(zhì)檢工程師對栓孔直徑、極邊孔距、螺栓孔間距等項點進行檢查，合格后方可進入下道工序。

“只有控制好總體傾斜度，塔頂才不會偏”

整座常泰長江大橋，最引人矚目的要數(shù)橋塔。南北兩座“鉆石型”主塔聳立長江，直指藍天。

兩座主塔高度均為350米，分上、中、下塔柱三部分。橋塔采取分節(jié)段施工，建塔的過程就像串糖葫蘆。此時，南塔已封頂，北塔封頂在即。“常泰長江大橋橋塔是目前世界最高斜拉橋橋塔，也是整個橋梁的核心工程?！敝需F大橋局副總工程師于祥君介紹，一般橋塔是兩塔肢，而這座橋的中、下塔柱設(shè)計成四塔肢、正八邊形截面的形式，且塔肢尺寸不固定，做了收窄、內(nèi)傾設(shè)計，“這對精度要求很嚴格，只有控制好總體傾斜度，塔頂才不會偏”。

換乘兩趟施工升降機，記者來到北塔頂部，一部分工人正在吊裝斜拉索。往下看，寬闊的江面上，偌大的船只也變得渺小。接著，記者進入橋塔內(nèi)部，一排排孔洞映入眼簾。

“這是斜拉索的一個錨固端，另外一個位于鋼桁梁的錨箱上?！辈芰纸榻B，大橋首創(chuàng)了“鋼箱—核芯混凝土”組合索塔錨固結(jié)構(gòu)，利用的正是鋼和混凝土兩種不同材料的力學(xué)性能差異?；炷量箟盒阅芎茫挚箯澗禺a(chǎn)生的拉應(yīng)力能力較弱，而鋼結(jié)構(gòu)抗拉、壓性能均較好。將混凝土布置在上塔柱中性軸附近，鋼結(jié)構(gòu)布置在遠離中性軸的外圍，便能實現(xiàn)索塔錨固體系局部受力和整體受力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

兩座橋塔如人之兩腿，穩(wěn)立江中，靠雙腳有力。雙腳就是在水下的“沉井”。常泰長江大橋主航道橋橋塔基礎(chǔ)沉井采用鋼結(jié)構(gòu)，一個沉井的面積相當于13個籃球場大小，高度差不多有24層樓高。將這樣的“大塊頭”平穩(wěn)放入江中，不是一件容易事。

“我們將沉井基礎(chǔ)在船塢內(nèi)整體制造，然后用拖輪浮運至橋位。施工期間，接高兩次，下沉分了三次?！庇谙榫榻B，為了減少下沉施工風(fēng)險，團隊采取了“上小下大”結(jié)構(gòu)，讓沉井減輕自重的同時又有效限制了水流對沉井周邊河床土體的沖蝕，減少沖刷深度。

沉井的每次下沉，都意味著向下不斷取土，然而特殊的地質(zhì)情況讓施工人員犯了難?！俺辆鲁羺^(qū)域分布著不同厚度的粉質(zhì)黏土，這種黏土黏度極高，在水下好似橡皮泥，一旦把鉆頭糊住就很難把土吸出來?！庇谙榫嬖V記者，建設(shè)團隊研發(fā)了雙頭絞吸機、履帶式絞吸機器人、龍門絞吸機器人、高壓射噴鉆機等“利器”對付黏土。同時，在沉井安裝土壓力傳感器，在關(guān)鍵點監(jiān)測應(yīng)力，自動采集沉井姿態(tài)和結(jié)構(gòu)受力數(shù)據(jù)，實現(xiàn)取土的精準控制。

看著即將合龍的大橋，曹林很感慨。“越到最后，越懷念大家一起攻堅克難的日子。大橋就像我們的小孩，一點點長大，能參與這個超級工程本身就是一種幸福?！辈芰终f，“等大橋通車后，我一定帶家人來跑一圈，向他們講講造橋的故事。”