科技日報記者 吳純新 通訊員 黃琪峰
風卷潮涌,海濤拍岸。5月11日,在世界三大強潮海灣之一的杭州灣,世界最長跨海高速鐵路橋——通蘇嘉甬杭州灣跨海鐵路大橋建設正酣。
日前,該橋首個主塔鋼圍堰封底完成。
最大流速5.3米每秒、低潮水深不足2米,“大船進不來,小船錨不住”施工環境艱險復雜,一大批橋梁領域前沿技術成果應運涌現。
先進技術賦能大橋“生長”
走進杭州灣跨海鐵路大橋海上數字信息調度指揮中心,施工調度、水上作業安全監管、智慧監控等模塊映入眼簾。
記者輕點鼠標,現場施工畫面、水文氣象信息、船舶位置等海量信息在屏幕上實時顯示,當打開手機端的信息中心平臺時,數天內的潮流漲落高度變化及對應時間一覽無余。
指揮中心集成項目部智能化、數字化建造成果,可以協調物、機、料、人的運輸和周轉,完成對安全風險的識別、警示。
中航道橋主塔墩樁基鉆孔深度達160米,是國內最大孔深的大直徑鉆孔樁。面對難題,建設人員采用創新設備和工法,同時搭配參數動態智能監測系統,將百米長的“定海神針”牢牢插入海底。
“北航道橋、中航道橋均為同類型世界最大跨度的無砟軌道斜拉橋,對線形控制、施工精度要求很高。”中鐵大橋局副總工程師、項目部總工程師賈衛中介紹,為保障建設質量,團隊著力打造了海中特殊橋梁智能建造示范點和80米跨預制梁智慧梁場。
智能建造、綠色建造、數字化應用……這些前沿技術正在中鐵大橋局多個項目“落地生根”。
在世界跨度最大的公鐵兩用跨海橋——西堠門公鐵大橋,“復雜海洋環境下風、浪、流實時監測系統”揭示橋位附近風浪流變化規律;在重慶,渝萬高鐵、成渝中線等項目招募智能“工友”提高施工效率,打造“智慧大腦”實現多層次集中管理。
一次次技術創新,延伸了中國橋梁跨度,提高了中國建造的精度。依托國家級科研平臺,中鐵大橋局目前在研直管科研項目130余項,去年還牽頭承擔“城市橋梁智能建造關鍵技術與裝備”項目。
標準出海擦亮橋梁品牌
斜拉橋上,一根根斜拉索體態“纖細”,連接著主塔和鋼梁,卻能牢牢扯住沉重的梁體,讓汽車、高鐵安穩通行。
它們的強度“密碼”,便是高強度鋼絲。
滬蘇通長江大橋建設中,考慮到通航要求和自然環境,大橋主跨被定在1092米——這是一個前所未有的跨度,當時我國跨度最大的公鐵兩用斜拉橋,主跨僅有630米。
跨度增加,意味著斜拉索承受拉力更大。當時計劃使用的纜索鋼絲用盤條,被國際上個別廠家“卡住”。極高的進口成本、無實體工程應用先例風險,成為建設“壁壘”。
為突破這項“卡脖子”技術,中鐵大橋局聯合多家單位積極開展攻關。經過近3年40多輪試制,工作人員成功研發出2000兆帕鋼絲,該鋼絲每根直徑僅7毫米,比一根小拇指還細,由這些鋼絲組成的單根斜拉索,可以承擔500臺轎車的重量。
經國內外專家“會診”,該工藝路線最終確定。通過檢測,這一世界最“硬”鋼絲大批量生產的合格率達到98%以上。
研發過程中,中鐵大橋局總經理毛偉琦等人作為中方專家代表,申報并參與《橋梁纜索鋼絲用盤條》標準制定。該標準從起草到發布,歷時兩年多,全球共有19個國家代表參與。
2023年底,由中國牽頭制定的國際標準《橋梁纜索鋼絲用盤條》正式發布,標志著我國橋梁纜索鋼絲用盤條體系正式成為國際共識。承建滬蘇通長江大橋,中鐵大橋局還獲得了4項國際專利。
標準支撐科技創新。2000年以來,中鐵大橋局牽頭或參與研制的國際標準3項、國標15項、行標37項,推動中國橋梁標準建設進程。
從國內走向國際,從新技術研發到制定國際標準,中鐵大橋局創新引領中國橋梁技術發展,助力“中國橋”通江達海。
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