全球最大最高最強,這些造橋「神器」你認識幾個

東海之畔,世界最長跨海高速鐵路大橋——浙江杭州灣跨海鐵路大橋步入海上樁基施工新階段;

長江中遊,世界最大跨度四主纜懸索橋——湖北燕磯長江大橋向年底主體工程完工的目標衝刺;

目光向南,世界最高雙層懸索橋——廣東獅子洋通道建設取得新進展,主橋主塔完成首道鋼桁梁架設;

跨江河、越湖海、穿峽穀……今年以來,多項重大橋樑工程施工加快,這背後,少不了一個個造橋「神器」大顯神通。打樁、築塔、吊裝……在橋樑施工裝備的加持下,工程建設者化天塹為通途。

施工中的常泰長江大橋。 趙振宇 攝施工中的常泰長江大橋。 趙振宇 攝

建270米高塔,吊2000噸重物

一體化、智能化成趨勢

圖為墩梁一體化架橋機在深圳鹽港東立交施工現場作業。 中交二航局供圖圖為墩梁一體化架橋機在深圳鹽港東立交施工現場作業。 中交二航局供圖
圖為智能築塔機參與深中大橋東索塔施工。 杜才良 攝圖為智能築塔機參與深中大橋東索塔施工。 杜才良 攝
圖為全球最大噸位橋面吊機在常泰長江大橋作業。 趙振宇 攝圖為全球最大噸位橋面吊機在常泰長江大橋作業。 趙振宇 攝

港珠澳大橋、廣東深中大橋、江蘇常泰長江大橋……每一個「超級工程」的建設都少不了各式造橋「神器」的參與。

橋墩建設,一體化架橋機讓橋墩拚裝得「更結實」。

廣東深圳鹽港東立交施工現場,名為「墩梁一體化架橋機」的智能設備橫亙在半空中,進行引孔、打樁、架樑等作業。

「過去,橋樑施工現場擺滿腳手架和起重機,很受環境製約,施工效率低、建設週期長,而且影響周邊環境。」中交二航局技術中心裝備部經理肖浩介紹,有了這台設備,工地從陸地移至空中,降低對周邊環境的干擾,還能更好適應城市、山區、淺海等複雜環境,施工效率提升30%。不僅如此,它還裝配了「數字大腦」,實時採集傳輸數據,並預警情況,肖浩介紹,「項目竣工後,設備能生成數字化模型,為後續橋樑維護提供參考。」

橋樑塔柱施工,智能築塔機讓索塔安全「長高個」。

伶仃洋上,深中大橋東西兩座主塔矗立於廣闊海面上。高270米的全球最高海中橋塔怎麼建?智能築塔機來幫忙。它集合模架爬升、混凝土布料、智能養護等功能,即使遭遇八級大風,也能助力塔柱每天爬升1.2米,施工效率較傳統工藝提升1.5倍。

「近年來,我國加速建設超級橋樑,但傳統施工方式效率低、風險高。」肖浩介紹,以混凝土橋塔施工為例,傳統方式靠工人高空作業,安全隱患多、質量難以精準控制。智能築塔機通過工廠化生產和智能化控制,革新橋樑建造模式,目前已在深中大橋、燕磯長江大橋、江蘇寧揚長江大橋等多個工程驗證成功,與傳統方式相比,橋塔建設週期縮短30%,成本降低20%,碳排放減少40%。

橋面吊裝,大噸位吊機讓箱梁吊裝如同「搭積木」。

長江下遊,常泰長江大橋橫臥江面。由於橋樑主跨長、雙層橋面重量大,全橋共有91個大節段,最大鋼桁梁單體重量超1800噸,普通吊機無法正常工作。為了將這91個大「積木」拚接到位,全球最大噸位橋面吊機應運而生,它不僅「力氣」大,能輕鬆吊起2000噸重物,還很「聰明」,能實時監控施工狀態,使安裝誤差控制在5毫米內。

「這一國產裝備的製造成本僅為進口同類裝備的一半左右,且施工過程中的能耗較傳統吊機低30%,碳排放減少25%。」肖浩介紹,通過模塊化設計,吊機可拆解為200個標準部件,從而適配不同橋樑的建設需求,為每座跨江大橋節約成本。

樁架高150米,吊樁、抗風浪能力強

自主研發打樁船見證發展

全球最大打樁船「二航長青」在杭州灣海域作業。 張滔 攝全球最大打樁船「二航長青」在杭州灣海域作業。 張滔 攝

錢塘江入海口,兩座跨海大橋隔海相望,共同見證中國橋樑建造裝備的跨越式發展。

一側,杭州灣跨海鐵路大橋正加緊建設;另一側,17年前建成的杭州灣跨海大橋刷新彼時世界最長跨海大橋的紀錄,為長三角一體化貢獻力量。

3月1日,遼闊的杭州灣傳來「砰砰」巨響,樁架高達150米的我國自主研發的全球最大打樁船「二航長青」,將一根長98.5米的鋼管樁精準釘入海底岩層,助力杭州灣跨海鐵路大橋步入建設快車道。

「這艘打樁船是目前世界上樁架最高、吊樁能力最大、抗風浪能力最強的打樁船。」中交二航局副總工程師楊秀禮介紹,其關鍵部件主油缸實現了國產化,重量、直徑、長度均創下全球第一。未來兩個月,「二航長青」將在這裏打下約200根同類樁基。更大、更高、更強的造橋裝備,讓乘高鐵跨越杭州灣指日可待。

還是這片海,2003年底,相似的「砰砰」聲,卻遠沒有如今的從容。

楊秀禮回憶,當時公司缺少適合海洋作業的高端設備,唯有主動求變,和國外一家公司成立合資公司,引進先進技術,「那是場孤注一擲的冒險,設備耗資1.6億元,但當年企業利潤還不到2000萬元。」

研製的「海力801」打樁船,將樁架高度從80米提升至95米,並引入定位系統。楊秀禮說,正是這艘打樁船的助力,讓杭州灣跨海大橋提前8個月通車。

從合作研發到自主研發全球最大打樁船,時間的迴響里,激盪出中國橋樑建造裝備的清晰發展軌跡。

以打樁船為例,上世紀80年代以前多採用蒸汽動力木質樁錘,只能在淺水區進行簡單施工,橋樑建造裝備受製於技術;進入20世紀初,國產化打樁船的相繼研發建造,有力支撐了重大工程建設,橋樑建造裝備從進口依賴轉向自主突破;近20年,憑藉超大型化、智能化、多功能的優勢,中國打樁船打破國外技術壟斷,成為全球海洋工程裝備領域不容忽視的力量。

業內人士表示,中國橋樑建造裝備已在超大跨徑橋樑、智能建造技術、極端環境施工等領域樹立起世界標杆。

超大超長油缸讓打樁船更給力

全產業鏈加快技術突破

短短數十年,中國橋樑建造裝備為何快速崛起?

需求持續牽引供給。「經濟社會的快速發展疊加幅員遼闊的獨特稟賦,催生過江越海、穿山越嶺的多元運輸需求,倒逼全產業鏈加快技術突破。」楊秀禮說,以「二航長青」打樁船為例,跨海鐵路大橋對樁基帶來更大的壓力,要求打樁船擁有更強的動力,為此研發團隊相繼突破密封圈、軸承潤滑墊等關鍵技術,實現了超大超長油缸的國產化替代。

供給端也不斷升級。隨著一座座重大橋樑的建成,我國逐漸鍛造出一支高素質人才團隊,在施工裝備、材料研發、關鍵工藝等領域積澱了雄厚的技術實力。

未來的造橋「神器」會長什麼樣?

更「聰明」——

人工智能、物聯網等新技術將與橋樑建造裝備深度融合,通過人工智能智慧大腦實現施工過程的自動化控制與實時監測,讓橋樑建造裝備更可靠。比如,監控系統精準調控混凝土振搗、結合三維數字化平台動態優化施工線型等,大幅提升施工精度與效率,推動橋樑建造向數字化、可視化轉型。

更「全能」——

「下一步,裝備研發將朝著功能集成與工序協同方向發展,通過一體化設計整合施工全流程。」中交二航局總工程師張永濤介紹,這將減少設備數量與施工環節,通過系統化協作優化資源配置,推動橋樑建造向工業化、集約化模式轉變,有效降低成本並縮短工期。

更「綠色」——

聚焦低碳環保與資源可持續利用,未來的裝備設計將更注重生態友好。比如採用新能源降低能耗,減少碳排放。造橋裝備不僅是「大力士」「全能王」,還將是「環保先鋒」。

「幾十年間,中國橋樑建造裝備實現了從技術引進、自主突破到創新引領的跨越式發展。」楊秀禮說,未來,將有更多以智能、高效、綠色為特點的造橋「神器」湧現,推動我國橋樑繼續跨越山海,暢達交通。