正在施工的甬船铁路西堠门公铁两用年夜桥。 郭少山摄
东海之滨，船山群岛与浙江宁波隔海相看。毗连两岸、超过天堑的甬船铁路建设风起云涌。
西堠门公铁两用年夜桥，甬船铁路的节制性工程，主跨达1488米，是世界上跨度最年夜的公铁两用跨海桥，也是世界跨度最年夜的斜拉—悬索协作系统桥梁。经由过程智能化、信息化、数字化手腕晋升施工质量，工程稳步推动，高铁“上岛”行将在船山群岛实现。
探索新布局
分身刚度与跨度，缔造公铁两用桥跨度记载
西堠门公铁两用年夜桥，毗连船山群岛的金塘岛与册子岛，所处海疆风年夜、浪高、水深、流急，须同时知足高铁、汽车通行和舟舶通航要求。
“年夜桥处在入出宁波船山港的海上黄金通道，天天过去200多艘3万吨级集装箱轮以及多种散货轮，主跨必需超公里。”中铁年夜桥院总工程师肖海珠说，再连系水下地形特色，主跨需到达1500米级。
主跨1500米级的公铁两用年夜桥，在中国桥梁建设史上从未有过。我国已经建成的最年夜跨度公铁两用桥为沪苏通长江公铁年夜桥，主跨为1092米；已经合龙的最年夜跨度公铁两用桥为常泰长江年夜桥，主跨为1208米。这两座公铁两用桥，均采纳斜拉桥系统。“对斜拉桥而言，跨度1200米级已经到极限。”中铁年夜桥局西堠门公铁年夜桥总工程师王东辉说，跟着跨度加年夜，构件规模、施工危害将呈几何式增加。
“今朝，世界上的超年夜跨度桥梁广泛采纳悬索桥系统。不外，年夜跨度悬索桥刚度较弱，难以知足动车组列车通行要求。”肖海珠奉告记者，为此，西堠门公铁两用年夜桥立异采纳了斜拉—悬索协作系统。这类新的布局系统，兼具斜拉桥刚度年夜、悬索桥超过能力强的优点，相较于单一布局桥型，在等同质料以及工艺的环境下，更能保障施工平安、通行要求。
2017年，西堠门公铁两用年夜桥入进可行性研究阶段。经开端论证，中铁年夜桥院设计组提出了主跨1488米斜拉—悬索协作系统桥方案。“彼时，在我国即使是公路桥梁，都未曾有设计并制作过主跨跨越300米斜拉—悬索协作系统桥的先例，但咱们对方案底气实足。”肖海珠说。
底气源自10多年的研究堆集。据先容，中铁年夜桥院2003年即启动斜拉—悬索协作系统研究，10余年探索，终究胜利完成斜拉—悬索协作系统的根本研究，摸清相干技能参数。随后，设计组与业主方踊跃沟通，履历了几十次钻研会和三次方案评审会后，终究博得专家以及建设单元的承认。
解决了年夜跨度难题，西堠门公铁两用年夜桥还面对年夜风挑战。
年夜桥所处的西堠门海峡宽度仅约2700米，较窄的海峡形成狭管效应，再加之其处在沿海高风速带，每一年6级及以上年夜风天跨越100天。而年夜风，容易引起桥梁产生颤振征象，致使布局粉碎。相干测算显示，西堠门公铁两用年夜桥须抵御的最年夜风速应达64米/秒，跨越17级台风中间最年夜风力。
“为此，咱们专门设计了三箱分手式钢箱梁布局，中心箱通行高铁，双侧边箱分幅通行公路。”肖海珠说，整个桥面外形就像倒过来的机翼，箱与箱之间的镂空匡助年夜桥得到优良的气动形状。经风洞实验验证，即便风速到达107米/秒时，主梁也不会泛起颤振。
2022年10月31日，西堠门公铁两用年夜桥正式动工。今朝，年夜桥主桥5号主墩、4号主墩已经从海底拔地而起。
研发新设备
主墩在海底岩层中“生根”，稳稳立于年夜海之上
建桥先要建根本。支持起跨海年夜桥的桥墩根本，是年夜桥制作胜利的“重中之重”，也是支持桥梁超过天堑的“定海神针”。
年夜桥册子岛侧主墩（5号主墩），所处位置水深达60米，海下地形升沉不服，最年夜高差可达8米，基岩袒露且海床面歪斜。“年夜风、激流、裸岩、深水，在这类前提下打桩难度极年夜。”中铁年夜桥局西堠门公铁年夜桥常务副司理李永旗说。颠末多轮讨论协商，中铁年夜桥局与中铁年夜桥院终极决议：由18根直径6.3米的超年夜直径钻孔灌注桩来构成主墩桩基。
肯定了施工方案，各种智能设备接踵出场——
起首登场的是自浮式钢桁架钻孔平台。这是一个重7600吨、至关于31个尺度篮球场年夜小的施工平台。为了将平台运至墩位处，施工单元出动了5艘拖舟。
再登场的是年夜型动力头钻机。要想去海底岩石里打桩，离不开“金刚钻”的助力。为此，中铁年夜桥局联合海内厂家胜利研制出了ZJD7000年夜型动力头钻机。这台“金刚钻”不仅“孔武有力”，还“聪慧智慧”，配备进步前辈智能化、视频监控以及长途传输体系，具备无线远控操作、多点监控、妨碍报警、长途妨碍诊断等功能。在一系列智能装备的加持下，年夜桥5号主墩18根6.3米钻孔桩顺遂完成。
另外一侧，金塘岛侧主墩（4号主墩）则采纳了大相径庭的工艺——设置沉井根本。
“这是世界首坐嵌进式设置沉井根本，此前从未有过先例。”中铁四局项目部总工程师李勇海先容，整个钢沉井重达1万吨，是个外径达58米、内径36米、高37米的“年夜家伙”。今朝，沉井已经顺遂精准沉放到位，正在严重有序推动沉井封底混凝土浇筑施工。
采纳新技能
让年夜桥施工“耳聪目明”，更好应答气候影响
风速仪、海浪仪、海流计、潮位计、温湿度仪……走入年夜桥施工现场，一系列监测装备满目琳琅，犹如走入了海边景象站。
这一切，都是为了摸清海洋天气，尽可能削减风波对精准施工的影响。“风波打击会带来施工偏差、平安危害。经由过程智能体系及时监测风、浪、潮、流等信息，可以提高对风、雨、雾、气温的预告精准度以及预告效率，以便咱们实时针对恶劣气候快速相应。”中铁年夜桥科学研究院技能员徐有良说。
今朝，中铁年夜桥局技能团队已经研发出“繁杂海洋情况下风、浪、流及时监测体系”，可精准展望将来7天风速、潮位、水流速等景象信息。
2022年，台风轩岚诺以及梅花颠末船山区域，施工区域瞬时实测最年夜风速34.75米/秒，最年夜浪高3.04米。“恰是患上益于这套体系，咱们提早组织对装备入行庇护、职员有序撤离，极年夜下降了丧失。”徐有良说。
施工进程，既要“耳聪目明”，也要“胸有定见”，数字孪生体系阐扬了首要作用。
比方，在自浮式钢桁架钻孔平台的平安进程中，施工团队在平台上装置了倾角仪、斗极传感器、锚索计等传感器。这些数据及时传输到后台，在电脑内天生自浮式钢桁架钻孔平台的“数字兼顾”。
“数字孪生体系真实摹拟了现场实景，咱们经由过程‘孪生体’反馈的布局状况以及调索指令，对施工平台入行调控，引导平台精准定位。”中铁年夜桥局桥科院总司理王波说。
再好比，在5号主墩的混凝土浇筑进程中，施工团队操纵三维激光扫描仪，获取了钢布局件的“身段数据”，并入行云端“彩排”。
“云端‘彩排’，不占用处地资本、省时省力，匡助咱们实时领会拼装进程可能泛起的问题，实时对偏差、位置瓜葛、碰撞等入行调整，包管现实施工高效入行。”中铁年夜桥局桥科院总工程师彭旭平易近说。
鸥鹭眠沙，渔樵唱晚，湛蓝的海疆养育了依海而居的人们，施工进程更需践行绿色理念。
这一点，智能体系再次阐扬首要作用。在整个年夜桥施工工地，PM2.五、PM十、风速、温度、噪声等监测装备随时可见，及时收集情况参数。
“体系一旦发明超阈值指标，便会主动预警，拌以及站喷淋降尘体系主动开启，砂石料仓喷雾举措措施也会主动喷雾降尘。”王波说。
放眼船山群岛，一座座桥梁连通岛屿。作为国度中持久铁路网计划中的重年夜项目，甬船铁路建成通车后，将竣事船山群岛欠亨铁路的汗青，为“轨道上的长三角”作出新进献。
《 人平易近日报 》（ 2024年09月25日 18 版）