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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(zhǎng)江公鐵大橋通車運(yùn)營(yíng)，這也標(biāo)志著世界公鐵兩用斜拉橋主跨將邁入“千米級(jí)”時(shí)代。

滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋創(chuàng)下多項(xiàng)“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(shè)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(shí)產(chǎn)權(quán)。這座橋成為一座創(chuàng)新之橋、科技之橋，更成為一座檢驗(yàn)江蘇智造的實(shí)力之橋。

超高強(qiáng)度斜拉索堪比全球“最硬的鱗”

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

縱觀滬蘇通長(zhǎng)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(duì)鋼梁和斜拉索的要求非常之高。”法爾勝泓昇集團(tuán)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(tuán)聯(lián)合合作單位，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)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，為大橋提供了2000兆帕的超高強(qiáng)度斜拉索，刷新了國(guó)內(nèi)斜拉索承載力紀(jì)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(qiáng)度鋼絲在世界上還是首次應(yīng)用，充滿挑戰(zhàn)性。”劉禮華說(shuō)，單根鋼絲需要同時(shí)保證扭轉(zhuǎn)、纏繞等16項(xiàng)指標(biāo)全部滿足要求，在當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)可借鑒。強(qiáng)難之下，法爾勝泓昇集團(tuán)利用江蘇的制造業(yè)優(yōu)勢(shì)，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(qiáng)度有一個(gè)理論極限，達(dá)到2000兆帕基本接近理論相對(duì)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)及專利上的突破。通過(guò)一次次試制、試驗(yàn)、檢測(cè)及分析，不斷地反饋問(wèn)題、解決問(wèn)題，通過(guò)對(duì)上百項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、摸索、驗(yàn)證，一步步提高各項(xiàng)性能指標(biāo)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)6年的努力，法爾勝泓昇集團(tuán)最終開(kāi)發(fā)出滿足滬蘇通長(zhǎng)江大橋的超高強(qiáng)度鋼絲。

世界最高強(qiáng)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(xiàng)自主創(chuàng)新，據(jù)劉禮華介紹，纜索的涂層采用鍍鋅鋁稀土，耐腐蝕壽命長(zhǎng)，單根纜索長(zhǎng)度達(dá)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(nèi)部放置光纖24小時(shí)監(jiān)測(cè)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(xiàng)世界紀(jì)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(zhǎng)江公鐵大橋主跨為1092米，主塔高度就隨之攀升到330米，相當(dāng)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(duì)于混凝土而言，強(qiáng)度越大，標(biāo)號(hào)越高，意味著黏度越大，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(yǎng)護(hù)、保溫、保濕相對(duì)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(xiàn)。

為提高主塔的穩(wěn)定性及塔柱的抗扭剛度，施工人員通過(guò)調(diào)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(shù)百次的試驗(yàn)，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(qiáng)大”體積混凝土收縮開(kāi)裂的國(guó)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(shè)帶來(lái)不少難題，要想“跨得穩(wěn)”，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(zhǎng)江公鐵大橋項(xiàng)目部經(jīng)理羅兵介紹，滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋沉井基礎(chǔ)長(zhǎng)86.9米，寬58.7米，高約110米，平面面積相當(dāng)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(chǔ)，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(xiàng)目部請(qǐng)來(lái)無(wú)錫研究深水探測(cè)的中國(guó)船舶第七〇二研究所，利用水下機(jī)器人進(jìn)行沉井封底前的基底探測(cè)。中國(guó)船舶第七〇二研究所所長(zhǎng)何春榮表示，基底探測(cè)在沉井施工過(guò)程中可判斷下一步施工是否達(dá)到要求;通過(guò)水下機(jī)器人的視頻探測(cè)和聲吶掃描，施工方可直觀地看到水底情況，準(zhǔn)確測(cè)量出淤泥的高度、厚度，發(fā)現(xiàn)水底障礙物，為井孔內(nèi)精確抓泥、高壓射水，清除沉積江底數(shù)百米的障礙物提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

東大自創(chuàng)自平衡測(cè)樁技術(shù)“四兩撥千斤”

萬(wàn)丈高樓始于壘土，橋梁建設(shè)也是如此，滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋同樣少不了穩(wěn)固的地基基礎(chǔ)。滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋樁基礎(chǔ)承載性能以及設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)的確定也是應(yīng)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(tuán)隊(duì)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(chǔ)自平衡法承載力測(cè)試成套技術(shù)”，成功解決了滬蘇通大橋樁基礎(chǔ)建設(shè)過(guò)程中所面臨的超高噸位、超大尺寸、超長(zhǎng)埋深、復(fù)雜環(huán)境下承載力測(cè)試難題。

“滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋全線地基土體偏軟，樁基礎(chǔ)打到什么深度，既經(jīng)濟(jì)又安全，很考驗(yàn)我們的技術(shù)。”龔維明告訴記者，現(xiàn)場(chǎng)地下200多米處才出現(xiàn)巖層，樁基礎(chǔ)合適的持力層選擇不僅關(guān)系到基礎(chǔ)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(tuán)隊(duì)研發(fā)的“自平衡測(cè)樁技術(shù)”，將自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“荷載箱”埋設(shè)在樁身一定深度的“平衡點(diǎn)”位置處，實(shí)現(xiàn)大噸位樁基承載力“四兩撥千斤”式的精確測(cè)試，并進(jìn)一步得到樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)所需的參數(shù)指標(biāo)。

龔維明介紹，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，還可使承載力測(cè)試時(shí)間由傳統(tǒng)的一個(gè)多月縮短到幾天。據(jù)悉，該技術(shù)已被國(guó)內(nèi)外500多家企業(yè)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)32個(gè)省市以及15個(gè)“一帶一路”沿線國(guó)家的12000多個(gè)工程，解決了重大工程深基礎(chǔ)承載力測(cè)試的技術(shù)難題，并創(chuàng)造了多項(xiàng)世界測(cè)試紀(jì)錄，目前在建的南京五橋等橋梁工程也應(yīng)用了這一技術(shù)。

通車后，滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋已實(shí)現(xiàn)5G信號(hào)全覆蓋，這也是全國(guó)首座使用5G漏纜實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋的高鐵大橋。據(jù)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(shè)多座超高鐵塔站點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋。相比公路面，鐵路面無(wú)線通信的覆蓋更難更復(fù)雜，中天科技通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)總裁沈一春介紹，高鐵車體損耗大，對(duì)漏纜系統(tǒng)損耗、頻率兼容性能提出了更高的要求。為此，中國(guó)鐵塔—中天科技聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室對(duì)大橋覆蓋要求和漏纜整體系統(tǒng)損耗做了詳盡分析，采用漸變分頻技術(shù)，使整體信號(hào)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(zhǎng)江公鐵大橋項(xiàng)目部常務(wù)副經(jīng)理查道宏表示，目前5G信號(hào)全覆蓋的大橋能滿足用戶高速上網(wǎng)、高清語(yǔ)音通話、VR/AR等5G應(yīng)用，同時(shí)可升級(jí)SA網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)低時(shí)延、大連接等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，屆時(shí)，大橋?qū)⒊蔀橐蛔嬲闹悄芑瘶蛄骸?/p>

本報(bào)記者 張 宣 王夢(mèng)然