南京新生圩长江大桥:200多米江上“高空纺丝”
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2025-11-26 12:21:47
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转自:扬子晚报

深夜的长江上,263.8米高的南京新生圩长江大桥主塔巍然屹立,璀璨灯光如星辰映入江心,勾勒出一道横跨波涛的千米长虹。它不仅点亮了金陵的夜空,也照亮了南京主城与江北新区交通发展的新篇章。11月26日,随着大桥正式通车,南京栖霞大道至江北大道通行时间从1小时缩减至10分钟。

南京新生圩长江大桥是“十四五”期间南京城市发展重大工程项目,全长约13.17公里,主线设计时速80公里,采用双向六车道城市快速路标准建设,由跨江大桥、乌龙山隧道、南北引桥、南北锚碇等组成。

“跨江主桥为主跨1760米的单跨吊钢箱梁悬索桥,其跨径居目前同类型桥梁国内第一、世界第三。”二航局项目副经理李向阳表示,这座千米长虹背后,是一段用智慧征服天堑、以匠心雕琢毫厘的非凡征程。

18米高差的技术天堑

浩浩长江,奔流千年,将金陵古城一分为二。而今,一座崭新的跨江大桥——南京新生圩长江大桥,静卧于烟波之上,粗壮的主缆如悬于云天的琴弦,气势磅礴。

距离南岸桥塔两公里处,是大桥的关键部位南锚碇。该锚碇由二航局承建,采用地下连续墙基础,外径65米,最大深度63米,基坑开挖深度达58.4米,在同类型、同截面基坑中属世界之最。总重量超50万吨的南锚碇,如同力压千钧的秤砣,牢牢锁定从桥塔延伸而来的主缆,成为支撑大桥跨越千米的“定海神针”。然而,要打造这个稳固的基座,给建设团队带来了巨大挑战。

“打好地连墙基础是南锚碇基坑开挖的关键,但在软土中开挖深槽,槽壁极易变形坍塌,必须做好槽壁加固措施。”项目总工程师郭佳嘉道出了核心难题。传统的槽壁加固一般采用高压旋喷桩和水泥搅拌桩等施工工艺,加固墙体在30米以内时尚可应对,但南锚碇所需加固深度达48米。这18米的高度差,成了横亘在团队面前的一道“技术天堑”。

“小心一点,传统工艺或许也能用?”有人心存侥幸。“绝对不行!”郭佳嘉态度坚决,“这里是淤泥质土,含水量大、强度低,48米的超深墙体,一旦失稳,后果不堪设想。我们绝不能拿工程安全做赌注。”

开工在即,团队却一筹莫展。就在这时,郭佳嘉提出的大胆想法打破了僵局:为何不尝试铣削深搅水泥土搅拌墙技术?该技术简称“SMC工法”,是一种将双轮铣削成槽工艺和传统深层水泥土搅拌工艺技术特点相结合的新型地下深层搅拌工法,通常用于防渗墙、挡土墙、地基加固等工程,具有成墙质量好、地层适应性强、环境影响小、施工效率高的特点。

“SMC工法虽然技术比较成熟,但大多用在房建、水工等领域,在桥梁领域从没用过,能行吗?”质疑声随之而来。跨界应用,意味着没有先例可循,更意味着巨大的风险与未知。

“最初我也很犹豫。”郭佳嘉坦言,“但这确实在原理上契合我们的需求。”是墨守成规,还是勇敢创新?项目团队选择了后者。于是,郭佳嘉带头埋首于数据和文献中,通过建立槽壁及周围土体三维有限元模型,反复模拟计算,最终完成了题为《超深锚碇基础SMC工法槽壁力学性能研究》的论文,为此次跨界尝试提供了重要的理论依据。

纸上得来终觉浅。为了验证SMC工法在南锚碇地连墙槽壁加固的可行性,郭佳嘉带领团队开始了更为严谨的实践论证:组织补充地质勘察、联合南京其他项目、分包单位及行业专家反复研讨等。“那段时间,我们开了无数次会议,整合了海量信息,只为把每一个风险点都摸透。”郭佳嘉回忆道。

最终,项目团队用专业的数据与详实的成果分析,成功说服了业主及各方单位,迈出SMC工法加固技术跨入桥梁工程领域的第一步,并首创圆形锚碇基础地连墙内外双层SMC槽壁加固工法。

实践证明此次创新的成功。原本需要4台设备耗时4个月的槽壁加固工作,采用新工法后仅用1台设备2个月便完成。检测数据显示,加固后的槽壁变形极小,完全满足地连墙垂直度、厚度及质量要求。

这一技术突破也获得了业界的认可。2022年7月,二航局研发的“六十米级深大圆形地连墙锚碇基础施工关键技术”获评国际领先水平;2023年,项目团队先后以“高水头深厚软土层深大圆形锚碇基础施工关键技术”获中国交通运输协会科学技术奖一等奖,以“1760米超大跨径悬索桥超深锚碇及超高索塔建造关键技术”获中国公路建设行业科技进步奖一等奖,这些技术成就也为同类型桥梁建设提供了宝贵的借鉴经验。

200多米的“高空纺丝”

“我们终于成功了!”2022年12月20日,在200多米的大桥建设现场,爆发出雷鸣般的欢呼,二航局负责施工的主缆索股全部架设完成。至此,这场历时数月的200多米“高空纺丝”任务顺利收官,项目副经理李向阳心头悬着的石头终于落了地。

主缆,是大桥的“生命线”,承载着整个桥身的重量。新生圩长江大桥共设2根主缆,每根主缆由169根索股组成,单根索股又由127丝直径为5.4毫米的锌铝合金高强钢丝构成,单根索股长约3108米,重约71吨。全桥主缆重约2.5万吨,主缆公称抗拉强度为2100兆帕,是目前国内强度等级最高的悬索桥主缆钢丝。全桥主缆钢丝总长度可绕地球三圈半,抗拉强度可吊起一艘中型航母。这些惊人数据背后,是极为精密和艰难的施工过程。

“纺丝”之难,难于第一根。第一根索股被称为基准索,它的定位精度决定着后续168根索股的成败。“第一股绳若出现偏差,后续索股架设便会像‘高空纺丝’时丝线缠绕、打结一样,无法完成。”李向阳用一个生动的比喻,道出了主缆架设风险极高与技术要求的严苛。

在1760米的跨度上,如何保证每根索股的空间位置绝对精确?成了摆在团队面前的“拦路虎”。没有现成的参照物,唯一的办法就是反复测量、反复验证。

但在测量过程中,一个隐形的“敌人”悄然出现:温度。项目团队发现,白天精心调整到位的索股,到了夜间复测时竟出现1厘米的偏移。“1厘米对普通人来说微不足道,但对我们的主缆架设来说,这是绝对不能接受的误差。”李向阳说。

经过彻夜分析,团队找到了症结:钢丝对温度变化极其敏感,昼夜温差变化导致主缆索股热胀冷缩,在架设中可出现最大10余厘米的偏移,若不加以控制,将导致索股定位误差、缆夹安装困难、索力不均匀等一系列问题。为此,项目团队立即将作业时间调整为夜间10点至早晨5点。此时温度稳定,钢丝“情绪”最平稳。为确保索股位置绝对精准,李向阳还安排人员进行了为期3天的现场调整和4天的高度复测。改进后,基准索的定位精度实现了毫米级控制。

第一根“丝”的成功安装,只是万里长征第一步。按照要求,后续每根索股的安装误差必须控制在5毫米以内,这对施工团队来说,无疑是更大的挑战。

面对如此严苛的要求,李向阳拿出了精心定制的“作战方案”:将团队分为前场测量和后场计算两个班组,实现数据实时联动、精准指挥,并安排专人全过程盯控;将测量频率从“不定时”改为“两小时一次”,构建起密集监控网络,实时掌握索股位置变化;自主研发工装棱镜辅助测量,通过多重校验进一步提升数据精度。

终于,当第169号索股测量数据传来,李向阳和团队成员们看着监控屏幕上所有数值均在合格区间时,激动地欢呼起来。这场200多米的“高空纺丝”任务最终圆满完成,5毫米的精度红线被牢牢守住。

97片箱梁的“空中接龙”

随着主缆“生命线”的架设完成,大桥建设迎来又一关键节点——钢箱梁吊装。二航局承建的大桥主梁采用钢箱梁形式,分为6种类型、97个节段,按作业区域划分为浅水区和深水区。其中,浅水区36个节段,最大节段重量达333吨,相当于200多辆小轿车重量;深水区61个节段,最大箱梁重约270吨。这些钢箱梁类似“钢铁积木”,需精准拼接才能形成完整的桥面,这个过程堪称一场精密的“空中接龙”。

由于大桥跨江段钢箱梁架设区域位于长江主航道的“黄金通道”弯道处,每天通行船舶数量近千。传统钢箱梁架设通常采用跨中向主塔两侧同时吊装的方法,但在航道繁忙的情况下贸然限制两侧航道,将带来重大安全隐患。这意味着,施工必须在保障航运安全的前提下,有序组织97节钢箱梁的吊装与拼接作业。

“就像在繁忙的马路上搭积木,既要保证积木搭得稳,又不能影响车辆通行。”负责主梁施工的李向阳介绍说,项目团队在与海事局、航道管理部门精心策划后,创新采用分阶段限航吊装工法:在每天航道流量监测的基础上,首先对一侧航道实施警戒限航,完成跨中至主塔方向第一节钢箱梁吊装;当钢箱梁达到一定高度后,再对另一侧航道进行警戒限航,完成第二节钢箱梁吊装。该方式对现场组织和工序衔接要求极高,每一步都需要与海事部门密切配合,精准调度,才能确保航运与施工“两不误”。

“最开始吊装深水区钢箱梁时,运梁船距离航道中心特别近,货船开过时激起的浪,会让船上的人明显感到摇晃。”据李向阳回忆,吊装准备过程,船舶稳定性至关重要,哪怕轻微的晃动,都可能导致吊具与钢箱梁对接偏差,从而影响架设精度。

起初,由于运梁船船长对桥位处的水文条件不熟悉,船舶定位往往要花两三个小时,施工效率低下。为了缩短定位时间,李向阳带领团队与船长反复沟通,并制定了“粗定位+精定位”的施工方案。缆载吊机吊具一般在距离江面45米时开始下放,此时对船舶进行粗定位,确保对接方向一致;吊具下放至两三米时,再进行精细调节,校准位置。随着施工推进,吊具与船舶对接时间从两三小时缩短至一小时以内,有时甚至无需精调,便能一次性对接成功,施工效率大幅提升。

除了航运与定位难题,长江上变幻莫测的天气,也是施工团队的“心头大患”。“最担心的是突如其来的强风和暴雨。”即便有着10年悬索桥建设经验,李向阳也倍感头疼。强风会让钢箱梁在空中大幅度摆动,不仅影响定位精度,更威胁吊装安全;暴雨则会使能见度骤降,增加操作风险。

2023年7月中旬,现场曾多次发生过突如其来的暴雨和风力陡增的阵风。当时项目团队正在吊装深水区的一节钢箱梁,已将其吊至距江面15米的高度,暴雨突然倾盆而下,钢箱梁在风雨中微微晃动,如同“悬在半空的巨石”,在场人员都捏了一把汗。

“不能把钢箱梁放回去!”李向阳当机立断,“江面水流湍急,放下的钢箱梁可能无法回到原位,不仅影响后面施工,甚至可能发生倾覆。”他立刻带领团队启动应急方案,通过Windy风况软件、卫星云图和专项气象预报,实时研判风力大小和暴雨持续时间。15分钟后,暴雨逐渐停歇,李向阳随即指挥现场施工人员继续作业,顺利将钢箱梁稳稳抬升至距江面70米的设计位置,成功化解危机。

外部环境挑战重重,钢箱梁内部施工环境也极为恶劣。夏季施工时,箱梁内部温度超过50℃,如同一个巨大的蒸笼,技术人员在里面进行焊接、涂装作业,几分钟就会浑身湿透。为改善作业环境、提高效率,项目团队创新采用“边架设、边焊接”工艺,减少人员在箱梁内的停留时间;同时,依托经验丰富的产业工人队伍,不断优化焊接顺序和涂装流程。最终,钢箱梁吊装效率从最初的每日2片提升至4片,并于同年9月23日,顺利完成全桥97节钢箱梁的“空中接龙”,自此,千米大桥实现一跃过江,雄姿初显。

2024年11月底,当120辆总重约4200吨的大货车驶上桥面,大桥迎来了通车前“大考”——动静载试验。经试验,各项数据均符合设计要求。次年4月23日晚,夜幕降临,炫彩灯光照亮扬子江江面与金陵夜空,昭示着新生圩长江大桥夜景照明工程的完成,大桥增添了几分灵动与璀璨。

如今,通车后的新生圩长江大桥,宛如一道璀璨的虹霓横跨江天,车流如织,灯光璀璨。这座凝聚了无数建设者智慧与心血的世界级工程,不仅是南京迈向更高水平发展的有力见证,更是中国桥梁建设技术的又一飞跃,它用钢铁之躯架起城市发展的通途,以创新之力书写着中国基建的新传奇。

通讯员 梁秋仪

扬子晚报/紫牛新闻记者 笪越

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