江风浩荡,天堑通途。武汉双柳长江大桥通车半年,这座万里长江上首次配备全封闭护鸟声屏障的跨江工程,是全球首座智慧悬索桥,桥上车流不息,桥下湿地静谧。中秋时节,2万余只夏候鸟如约而至,近20头江豚在附近水域频频现身。声屏障“隔”出的安静一角,让钢筋水泥与鸟鸣豚跃得以共存。
2026年3月20日,武汉双柳长江大桥正式通车运营。大桥位于湖北省武汉市新洲区与鄂州市华容区之间,横跨长江,是武汉都市圈环线高速公路的控制性工程。这座被誉为“星光大道”的过江巨龙,横跨1430米江面,以50.5米宽度刷新长江上最宽钢箱梁悬索桥纪录,将昔日新洲往返鄂州华容近90分钟车程缩短至5分钟,彻底打破区域交通壁垒。
作为武汉都市圈环线关键枢纽、长江经济带高质量发展的关键配套工程,双柳长江大桥集超大跨径、智能建造、生态赋能、百年品质于一体。大桥2022年开工建设,二航局承建主桥北岸锚碇、北岸主塔、下游侧缆索系统、北段钢箱梁及主桥附属结构,中交路建为大桥配备防撞护栏、声屏障、防眩设施等交通安全设施。数年来,中交建设者扎根长江岸线,攻克地质、智能、生态、品质等多重难关,在长江之畔绘就了一幅“鹭鸟伴桥飞,江豚桥下游”的人与自然和谐共生画卷。
一
126米超深桩基的极限攻坚
万丈高桥起深基,大桥的百年安稳,根植于江底坚不可摧的桩基。二航局建设的双柳长江大桥北岸主塔高213.75米,坐落于长江沿岸松软泥质粉砂地层。“高塔承载全桥荷载,必须向下掘进足够深度,才能让桥塔的根基稳固。”大桥布设60根超大超长桩基,设计深度117米,实际钻孔深度更是达到了126米,相当于40层楼高,是国内同类型桥梁中罕见的超深群桩基础工程。
桩基施工需穿越泥质砂岩、粉砂、卵石等5种软硬交错的地层,地质结构复杂多变,极易引发糊钻、塌孔等质量隐患。同时,为抢抓长江汛期施工窗口期,全部桩基施工必须在6个月内完工,严苛的质量标准与紧迫的工期任务,为项目团队设下双重考验。
2022年的秋天,大桥首根桩基正式开钻。受长江武汉段沿岸软弱岩层地质条件制约,项目团队使用泵吸反循环回转钻机、气举反循环回转钻机、旋挖钻机等多种钻孔设备,但作业效率始终偏低。“单孔成孔耗时18天,施工进度远远落后于计划,成孔质量刚够达标。桩基是大桥立身之本,我们需要更合适的机器和工艺来解决问题。”生产例会上,项目负责人付望林提出改进工艺的想法。
项目技术负责人陈诚牵头成立攻关小组,立足现场反复试验、比对参数,轮番试验6款钻头,发现泵吸反循环回转钻机在覆盖层钻进效率最高,但孔深超过70米后效率就会大幅下降。而气举反循环回转钻机在孔深超过60米后,钻进效率最高且最为稳定。根据试验数据,团队创新改良出三翼金刚石复合片钻齿刮刀钻头和“泵吸反循环+气举反循环”接力钻进工艺,终于破解了复杂地层钻进卡顿、孔型不规整等难题,钻孔效率提高了近4倍,成功解决了钻孔的速度与质量问题。
护壁泥浆浇筑是保持桩基孔壁稳定、防止孔内泥沙沉积的关键。由于大桥桩基的钻孔深度达到了126米,沿用现有规范的泥浆,胶体率高于96%、含砂率低于2%,虽然已经达标,但也出现适配性不足、清孔不彻底、桩底易沉渣的问题。项目团队就是否重新调配泥浆展开了激烈探讨。付望林认为,虽然重新调整费时费力,但是能够更快清孔,减少桩底沉渣,对大桥质量更有保障,因此坚持重新调配泥浆用于桩基浇筑。
在付望林的坚持下,项目团队反复配比调试,最终调制出了胶体率高达98%、含砂率低于0.5%的超高标准性能泥浆,大幅提升了孔壁稳固性。一系列创新举措落地后,单桩成孔时间压缩至12天。2023年1月,项目桩基施工全部完成,工期从原先计划的6个月缩减至3个多月,60根桩基均为I类桩,为大桥打牢了坚实的基础。
二
花园工地守护“长江精灵”
地下根基稳如磐石,江岸之上,另一场硬仗已悄然打响。双柳长江大桥的施工现场,被称赞为“花园式工地”,周边绿树成荫,护坡上朵朵鲜花盛放,智能化设备在桥塔上有序运转;江上,鹭鸟翩飞、江豚逐浪,一派生机和谐的景象。
“看!之前我在桥上巡检时拍到了江豚。说不定此刻,它们也在呢。”项目技术负责人陈诚的手机里,珍藏着一段江豚在施工中的双柳桥下嬉戏的视频。这座面朝长江、背靠涨渡湖湿地的“花园式工地”,地处江豚核心活动区,生态保护红线就是施工底线。早在开工之初,生态环保就被纳入项目核心理念。
双柳长江大桥采用“一跨过江”的施工方案,水中不设桥墩,把施工影响压缩至两岸。在陈诚看来,建设矗立于北江岸的高达213.75米的桥梁主塔,可谓一场从“高空散绑”到“工厂造塔”的工艺革命。
“大桥北主塔为钢筋混凝土结构,塔柱呈八边形,由下至上截面逐渐收窄,线形控制精度要求高、结构受力复杂。”陈诚介绍道。该变截面八边形塔柱没有成熟施工范本可直接借鉴,传统爬模设备难以适配持续收窄的塔身轮廓,高空钢筋安装、大体积混凝土浇筑振捣与温控防裂多重挑战叠加,毫米级线形控制难度大。在项目党支部的支持下,陈诚牵头成立技术研究功能性党小组,调研学习现有技术,并开展头脑风暴,集中研讨设备选型、工艺优化等多条技术路线,对比不同方案的可行性与风险点,在全国各地选型施工设备,为主塔施工做足准备。最终,团队引入二航局自主研发的一体化智能筑塔机。该设备集钢筋部品调位、自动浇筑、自动振捣、独立智能养护系统和集成控制于一体,不仅安全高效,近乎全包裹的设计还能有效降低施工噪音。
为实现施工提质提速,项目全面推行钢筋部品工厂预制、现场装配化施工模式,引进钢筋部品加工工艺与钢筋网片柔性生产线,将传统高空、露天的钢筋绑扎作业全部转移至后方工厂,实现标准化生产。针对网片翻身、转运易变形的行业难题,团队优化工装结构,创新采用卧式运输方式,解决了预制构件成型缺陷,保障构件精度统一。
依托智能化施工体系,北主塔以每天近1米的速度快速“长高”。2024年6月2日,历时1年,70多层楼高的主塔实现封顶,创造了超大跨径悬索桥主塔施工的“双柳速度”。施工期间,主塔78次质量验收全部合格,以流畅的线形、精良的品质获得业主单位“最美桥塔”的高度评价。
智能建造技术带来的,不仅是施工工效和质量的飞跃,更守护了长江生态底色。“北主塔施工近80%的工序转移到了后方工厂完成,最大限度压缩江面、滩涂施工时长与作业范围,尽可能降低工程对生态环境的扰动。”陈诚说。
不仅如此,项目团队还结合生物作息动态调整作业时间,在施工期避开江豚洄游、鸟类活动活跃时段,同时组建江豚保护小组,常态化开展江面巡逻、垃圾清理,对违规垂钓进行劝离。
为削弱通车后车流噪声、夜间车灯灯光对鸟类的双重干扰,中交路建在大桥临近湿地区段设立了“全封闭声屏障”。这座全长400米、高6.38米的银色生态屏障选用透光率78%的亚克力磨砂板材,依靠漫射光线消解强光反射,既能保障桥内采光,又能避免鸟类因视觉错觉发生撞击,减少人为活动对鸟类的惊扰。项目整体采用预制构件拼装、现场整体吊装的施工工艺,各个构件提前编号匹配,依托BIM建模与现场实测双重校验严控安装精度,把“H”型钢立柱垂直度误差控制在千分之二以内,高度偏差不超过5毫米,最大程度把现场施工噪音降至最低。监测数据显示,声屏障投用后,区域昼夜噪声稳定在40至55分贝,为候鸟营造了静谧的栖息环境。
“建设初期,这片水域仅能观测到五六头江豚,如今已增至20余头。常有工人在作业间隙,看见江豚跃出江面,鹭鸟围着桥盘旋。”陈诚说。鹭鸟伴桥飞,江豚桥下游的美景,吸引环保志愿者、研学团队慕名而来,这座“网红生态桥”也顺势开启生态文旅融合发展的新路径。
三
量身定制国内首条智慧主缆
主缆是悬索桥的“生命线”,其耐久性、稳定性直接决定桥梁的百年服役品质。长江江面湿度大、水汽重、温差显著,主缆不可避免地会出现锈蚀,削弱主缆承载力,影响大桥使用寿命。这已成为行业长期面临的一大难题。
双柳长江大桥单根主缆长2400米,直径近1米,共有169根索股,每根索股由127根钢丝组成,承担全桥核心荷载。为减轻这一巨型缆绳受江面潮湿环境的侵蚀,陈诚带领技术团队全力攻关。“我们查阅大量资料,多方调研,发现以往的技术大部分都是从主缆外部着手,为主缆裹了一层又一层防水防锈的‘外衣’。但江上潮湿的空气无孔不钻,容易在主缆内部凝结出水汽,锈蚀的风险依旧存在。”陈诚说。
经过攻关,项目技术团队跳出常规思维,创新构建国内首创主缆“内外双循环”防腐体系。团队保留主缆外层防水防锈防护结构,同时改造主缆内部构造,将主缆中心的第85根索股替换为密布微孔的除湿管道,用于内部通风,并在主缆两端增设鼓风系统,持续向主缆内部输送干燥空气,实现内部水汽实时排出、干湿动态平衡,由此形成“内外双循环”的防锈体系。“相当于为主缆装了一台中央空调,从内部切断锈蚀链条。”陈诚比喻道。
在做好长效防腐的基础上,项目团队联合国内光纤传感材料与传感技术专家、武汉理工大学姜德生院士团队,开展“以光代钢”攻关,针对主缆内智慧缆索的数量、类型、位置、封装工艺、测量精度等逐项开展研究试验。随后,一套为大桥量身定制的含有应变、温度、湿度三类光纤传感器的“智慧主缆系统”被植入主缆内部,搭配二航局研发的桥梁上部结构施工数字孪生系统,可实时监测主缆应力、温度、湿度以及江面风力等环境影响因素,为主缆施工及大桥后续运营提供了坚实的保障。主缆像是“活过来了”一样会“呼吸”、会“感知”,为项目实现“平安百年品质示范工程”目标写下充满智慧的注脚。
“这是国内首条‘智慧主缆’,凝聚着项目团队全员的心血,实现主缆从‘被动防护’向‘主动防护’跨越,我们依靠智慧建造保障了主塔与主缆的质量。”陈诚说。
大江潮涌,通途致远。如今,双柳长江大桥凌空卧波、车流畅通无阻,江豚逐浪嬉戏、鹭鸟绕桥翩飞,工程硬核之美与生态自然之美完美交融。这座凝聚自主创新技术、绿色建造理念、百年匠心品质的智慧生态大桥,不仅刷新中国悬索桥建造的技术高度与生态温度,更以硬核“中国智造”、绿色建造实践,持续书写交通强国建设新篇章,为长江经济带高质量发展注入生生不息的澎湃动能。
来源
交通建设报 | 二航局 | 中交路建
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