編者按：珠江流域西江干流中游的潯江段，全長172公里，僅在廣西境內(nèi)的流域面積就達17萬平方公里。這里河道開闊舒展，水量豐沛充盈，兩岸崇山峻嶺夾峙，江流穿行其間，流經(jīng)桂平市、平南縣、藤縣、蒼梧縣及梧州市等地。優(yōu)越的水文條件賦予了潯江優(yōu)良的通航能力，卻也因江面寬闊形成天然阻隔，給沿江民眾的日常出行帶來諸多不便。兩座由中交集團設(shè)計建設(shè)的現(xiàn)代化橋梁在今年先后合龍，并將在不久后飛架兩岸，不僅提升桂東南與珠三角、粵港澳大灣區(qū)的互聯(lián)互通效率，助力構(gòu)建“兩廣經(jīng)濟走廊”，更以其優(yōu)美的建筑形態(tài)，為這條滋養(yǎng)八桂大地的母親河增添了跨越時代的壯美景觀。
千米飛虹跨潯江
春日的潯江碧綠如洗，隨著最后一節(jié)鋼箱梁精準焊接到位，二公局投資建設(shè)，公規(guī)院、一公院參與設(shè)計的平岑高速潯江大橋順利合龍。這座主跨2×638米、塔高238米的大橋，歷經(jīng)一千多個日夜，終于在春日的晨曦中展露全貌。作為世界首座獨塔斜拉懸索協(xié)作體系橋，藤州潯江大橋的建設(shè)，翻開了我國橋梁建設(shè)史上新的一頁。
廣西藤縣地處桂東丘陵地帶，潯江兩岸多為喀斯特地貌，江底裸露的中風化砂巖硬度高達45兆帕，水下施工困難重重。更為棘手的是，潯江河道最寬度達1000多米，通航凈高要求18米，這對橋梁結(jié)構(gòu)提出了極高要求。
項目團隊反復(fù)踏勘，邀請張喜剛、鄭皆連2位中國工程院院士等國內(nèi)大跨徑橋梁設(shè)計專家親臨現(xiàn)場指導，大橋獨塔斜拉懸索協(xié)作體系設(shè)計方案最終通過技術(shù)評審。獨塔協(xié)作體系方案結(jié)構(gòu)新穎，無邊跨設(shè)計能更好適應(yīng)兩岸地形與路線走向，并且水中作業(yè)面少，為潯江量身打造。二公局校企聯(lián)合研究中心副主任肖軍全程參與了大橋設(shè)計工作，他說：“這座橋承載著中交建橋人的新夢想，一路走來，我們一邊探索一邊論證，不僅要建好它，還要為國內(nèi)后續(xù)該橋型的建設(shè)建立標準體系。”
獨特的橋形結(jié)構(gòu)讓大橋既能滿足斜拉橋的剛度需求，又兼具懸索橋的大跨度優(yōu)勢，但也給工程施工帶來了重重考驗。三年來，二公局建設(shè)者在潯江上“過關(guān)斬將”，架起千米飛虹。
巨型高塔扎根江底
獨塔傲立江心，既要承擔大橋斜拉體系的受力，又要支撐主纜重量。如此大的荷載壓力下，為了讓主塔穩(wěn)穩(wěn)站立，樁基采用了直徑達3.5米的嵌巖樁。然而，潯江水流迅猛，每年還有4個月的汛期，這給樁基水下施工帶來了重重困難。
樁基施工的第一步便是如何打下外圍保護層——鋼護筒。工程開工，旋挖鉆打下去碰上堅硬巖層，鉆頭磨損極快，效率卻極低，加之鋼護筒直徑大，受水流、風浪等的影響也分外明顯，如何精準定位成了一大難事。
“如果定位不準確，可能出現(xiàn)傾斜、移位等問題，后續(xù)樁基施工將會出現(xiàn)偏差，后果不堪設(shè)想。”項目副總工程師李博漢說道，“我們需要找到一種專門適用于中風化砂巖地質(zhì)的鋼護筒穩(wěn)固方案?！?/p>
這個問題縈繞在李博漢的心頭，三個方案都接連被推翻。直到有一天午飯時彎腰撿餐桌上掉落的吸管，他突然從3根吸管首尾相連形成的閉環(huán)中得到了靈感：能否在水下制造一個四周密閉的空間，用來替代鋼管樁呢？
他顧不上吃飯，直奔辦公室進行初步施工推演，并于當天下午召集項目技術(shù)人員開方案研討會。李博漢提出將鋼管沉入水底，澆筑混凝土將其與巖層連接，再利用4根鋼管焊接成框架結(jié)構(gòu)，用來充當混凝土澆筑的圍護結(jié)構(gòu)。這樣既能避免耗時耗力打設(shè)鋼管樁，又能利用混凝土封底實現(xiàn)與河床固結(jié)，防止樁基澆筑過程中產(chǎn)生漏漿而影響樁基質(zhì)量。
“大橋橋位地質(zhì)復(fù)雜，利用框架結(jié)構(gòu)充當圍護，怎樣保證封底過程中的漿液不外流呢？”項目施工負責人尚煥春的疑問打斷了大家討論的聲音?！凹热豢蚣軣o法與河床精準貼合，那就派潛水員在框架周圍碼放沙袋提前封堵！”項目負責人劉勁云提議?！颁摴軜恫挥么蛟O(shè)入巖，是不是可以將旋挖鉆方案變更為沖擊鉆打設(shè)方案？”……就這樣，大家集思廣益，鋼管樁整體封底施工方案被確定下來。
經(jīng)過幾天的緊張籌備，鋼管緩緩下沉至河床精準落位，混凝土灌注到指定位置，成功將護筒和鋼管樁板結(jié)成穩(wěn)固整體，一舉解決了困擾項目數(shù)日的難題。
2022年5月8日，主橋20根樁基全部施工完成，經(jīng)檢測Ⅰ類樁占比100%。
科技賦能智造精品
大橋懸索結(jié)構(gòu)部分鋼箱梁需要主纜承載重量，主纜架設(shè)成為項目面臨的又一大考驗。
大橋為空間纜形式，單根主纜由30根索股組成，每根索股又含200多根直徑7毫米的鋼絲。“就像一根斜著繃緊的電線，如果你剪開它的一端就會發(fā)現(xiàn)里面每根銅絲的長度都不一樣。”項目總工程師李立坤打了個形象的比喻。如果主纜架設(shè)采用常見的預(yù)制平行鋼絲索股法，即在工廠預(yù)制好主纜再運到現(xiàn)場進行架設(shè)，內(nèi)部鋼絲束長度一致，施工過程中隨著主纜角度的變化，就會出現(xiàn)線性不平順、鼓絲、扭轉(zhuǎn)等質(zhì)量問題。為此，項目把目光放到了此前在貴州陽寶山大橋采用的空中紡線法上。
與陽寶山大橋相比，藤州潯江大橋跨徑大且為獨塔設(shè)計，對于主纜的性能要求大大增加。項目團隊經(jīng)過反復(fù)試驗，決定將鋼絲直徑增大到7毫米，比陽寶山大橋主纜鋼絲直徑提高近30%?！斑@意味著紡絲張力將變得更大，對機械設(shè)備性能要求更高?！崩盍⒗ふf。
經(jīng)過緊張的籌備，在濕熱漫長的夏季，項目團隊啟動大橋主纜架設(shè)施工。然而出師不利，紡絲輪頻繁跳槽，鋼絲無法按既有軌道牽引架設(shè)，大家心急如焚。
技術(shù)團隊在現(xiàn)場經(jīng)多輪觀察，發(fā)現(xiàn)紡絲輪在2號貓道門架易跳槽。經(jīng)過分析，原來是空間纜紡絲過程中紡絲輪角度不斷變化導致。團隊立即調(diào)整貓道門架角度，不料隨后15號門架又出現(xiàn)跳槽現(xiàn)象，用同樣方法卻不奏效。
經(jīng)過進一步觀察，李立坤發(fā)現(xiàn)越靠近橋塔，主纜空間效應(yīng)越明顯，單純調(diào)整貓道門架角度，已無法完全適應(yīng)牽引系統(tǒng)角度變化。他緊急召集技術(shù)人員商議對策，最終，提出了在塔頂門架處設(shè)限位，鎖定牽引系統(tǒng)空間變化范圍，在15號門架處設(shè)“X”型吊帶對拉，如同公路設(shè)計中的緩和曲線，一舉解決了紡絲輪跳槽這一難題，也形成了國內(nèi)首創(chuàng)的空間纜AS法紡絲工藝。
此外，為了確保主纜施工質(zhì)量，項目團隊還采用了BIM云智慧中心管理平臺、拉-吊索智能控制、貓道自適應(yīng)垂度調(diào)整、全壽命周期橋梁狀態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)等創(chuàng)新技術(shù)，在確保施工安全質(zhì)量的同時，也讓“黑科技”為大橋建設(shè)保駕護航。
站在橋下仰望，紡絲輪在云霧間穿梭，仿佛織女巧手編織優(yōu)美弧線。歷時106天，主纜架設(shè)順利完成，比原計劃提前15天?！皬闹睆?毫米的鋼絲到直徑700毫米的主纜，是大橋的‘成長’，也是我們摸著石頭過河的探索，更是我國橋梁工藝工法創(chuàng)新發(fā)展的歷程！”在施工總結(jié)會上，李立坤感慨道。
工藝融合促成兩岸“牽手”
大橋鋼箱梁總重2萬噸，相當于3個埃菲爾鐵塔的重量。項目技術(shù)員望著眼前的龐然大物，眉頭緊鎖：施工現(xiàn)場場地狹小，現(xiàn)有起重設(shè)備起吊重量嚴重不足，如何將其從潯江之上穩(wěn)穩(wěn)吊起？
此外，大橋鋼箱梁的吊裝還分為斜拉區(qū)、交叉區(qū)、吊索區(qū)和無索區(qū)4個起吊區(qū)，每個區(qū)域作業(yè)面、吊裝工藝各不相同，如何有效統(tǒng)一成為項目施工面臨的第三道坎。
為了尋求有效的吊裝方案，項目團隊奔赴外地調(diào)研、查閱資料，結(jié)合實際情況，確立了綜合性起吊方案：對塔區(qū)鋼箱梁，采用提升吊架頂升系統(tǒng)整體起吊，對斜拉區(qū)及交叉區(qū)采用橋面吊機同步吊裝，吊索區(qū)、無索區(qū)采用浮吊吊裝。
冬季的潯江，水流湍急、寒風陣陣。一陣呼嘯的江風刮在陜西省勞模謝前光的臉上，作為現(xiàn)場施工工長的他心急如焚。原來，在潯江江面水流與風力的雙重考驗下，運梁船根本無法精準定位。謝前光有著40年的施工經(jīng)驗，他的大腦飛速運轉(zhuǎn)著。突然，他眼睛一亮說道：“用一根牽引錨對船尾進行拋錨定位，再配合原有的兩根導向錨合力牽引?！?根錨鏈穩(wěn)穩(wěn)地控制住了運梁船，船舶逐漸穩(wěn)定下來，鋼箱梁吊裝作業(yè)得以繼續(xù)推進。
長期以來，橋梁養(yǎng)護工作往往局限于通車后的被動式維保。如何借助智能建造技術(shù)構(gòu)建全生命周期管養(yǎng)體系，實現(xiàn)“治未病”的科學管理目標，成為橋梁工程界亟待突破的課題。此時，受力情況復(fù)雜的斜拉懸索結(jié)合區(qū)成為了“破題”的最佳選擇。為了觀測橋梁各部位受力情況，項目在拉索上安裝了應(yīng)力應(yīng)變計和索力傳感器，獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)實時反饋到仿真模型上，再對其進行精細化分析，將傳統(tǒng)養(yǎng)護模式的事后處置轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑案深A(yù)。此外，項目大膽嘗試新材料應(yīng)用，將交叉區(qū)的4根吊索替換為了更加輕質(zhì)、高強、耐腐蝕、抗疲勞的碳纖維吊索，實現(xiàn)了新材料在大跨徑橋梁中的應(yīng)用，為特大跨橋梁的百年耐久性設(shè)計提供了全新解決方案。
隨著鋼箱梁的不斷延長，藤州潯江大橋以每4天1對的架梁速度“擁抱”兩岸的群峰，2025年3月5日順利實現(xiàn)合龍。
乘電梯登上238米高的主塔，潯江兩岸風光盡收眼底。3年來，800余名建設(shè)者合力攻堅，才鑄就這跨越的篇章。在李立坤的心中，這座橋不僅是技術(shù)跨越，更是中國工程師與自然、創(chuàng)新的深度對話。
潯江建橋的“綠色密碼”
打開遼闊的中國地圖，西江水系的碧藍血脈滋養(yǎng)著嶺南大地。潯江作為西江重要支流，在布滿山地丘陵的廣西地區(qū)蜿蜒盤旋。
在梧州市藤縣與蒼梧縣交界處，秉持綠色環(huán)保理念而建的世界最大跨徑獨柱式三塔空間纜懸索橋——蒼容潯江大橋正橫跨潯江兩岸，于2025年4月成功合龍。
這座由公規(guī)院設(shè)計、二航局承建的大橋，塔身整體上下粗中間細，外形酷似廣州塔“小蠻腰”，既契合嶺南人的似水之柔又不失剛勁內(nèi)里，更與兩岸青山綠水的自然景觀高度融合，讓人好奇其建設(shè)過程的“綠色密碼”。
錨碇免開挖 根源降排放
錨碇是懸索橋的重要受力構(gòu)件，它將錨固主纜承載起橋面及未來通行車輛的荷載。一般來說，錨碇施工通常涉及大量土石方開挖和混凝土混回填。蒼容潯江大橋是國內(nèi)首次采用樁墻組合結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)的懸索橋。
“蒼容潯江大橋具有山區(qū)橋梁的特征，兩岸地質(zhì)條件穩(wěn)定。錨碇所在位置黏土層較薄，黏土層下為強風化巖層、中風化巖層和微風化巖層，能夠提供足夠的承載力?！表椖扛苯?jīng)理、常務(wù)副總工程師韓月鵬解釋道，“這給錨碇提供了創(chuàng)新探索的先決條件。于是我們提出一種免開挖的新型結(jié)構(gòu)，為國內(nèi)懸索橋首次使用?！?/p>
大橋南北岸各有一對錨碇，每對錨碇為分離式結(jié)構(gòu)，一左一右分布在主塔后方，像兩雙大手緊緊攥住主纜。單個錨碇基礎(chǔ)分3列，每列有8根樁基和7幅槽段，2根樁基之間下切形成1幅槽段，類似于榫卯結(jié)構(gòu)，由此澆筑形成完整的剪力墻。3列地連墻，平行不相連，頂部與承臺及錨體相接，整體形成“插頭”形狀，牢牢扎進“插座”——巖層之中。
樁墻組合結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)避免了傳統(tǒng)錨碇基礎(chǔ)大體量的土石方開挖和混凝土回填，有效實現(xiàn)節(jié)能減排。“據(jù)初步統(tǒng)計，大橋的4個錨體至少可減少3.6萬方混凝土、4.8萬方挖方土，還可縮短7個月工期，從源頭上實現(xiàn)了減碳目標。”韓月鵬補充道。
占地面積小且開挖少，但由于將樁基和槽段相互嵌入而成，對樁基施工質(zhì)量提出更高要求。樁基垂直度要控制在四百分之一以下，遠超同類型結(jié)構(gòu)控制標準。在鉆進過程中，項目對鉆頭進行改造，加裝導向裝置，確保錨碇樁基垂直度達到了精度要求。
2023年10月4日，項目團隊歷時319天，完成全橋錨碇96根樁基施工；2024年3月16日，完成大橋錨碇二期槽施工；7月20日，完成錨碇全部澆筑施工。遠遠望去，矗立潯江兩岸的4個錨碇猶如巨型砝碼，牽引著主纜，穩(wěn)穩(wěn)托起大橋的壯美身姿。
2024年11月下旬，蒼容潯江大橋亮相“中國公路學會橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會2024年橋梁學術(shù)會議”，張喜剛、鄭皆連、曾濱、李惠等4位中國工程院院士到南錨碇施工現(xiàn)場觀摩，高度贊揚依山傍水而建的大橋與蒼翠丘陵的完美融合。
樁基成孔的“一股清流”
循著潯江蜿蜒的江景線，一根根筆直的灌注樁猶如顆顆閃亮的珍珠串成一條璀璨項鏈，成為一道獨特的風景。而在這熱火朝天的施工現(xiàn)場背后，是建設(shè)者們無數(shù)個日夜所付出的辛勤汗水。
蒼容潯江大橋中塔主墩基礎(chǔ)采用14根直徑為3.5米大直徑樁基礎(chǔ)，為廣西建橋領(lǐng)域首次采用。要順利完成14根大直徑樁基，第一步需要埋設(shè)鋼護筒。2022年9月13日，面對60噸的鋼護筒，項目團隊調(diào)來150噸液壓沖擊錘，在350噸浮吊船配合下，緩緩鉆下了第一根樁。
然而打樁過程中，攔著一道“紅線”?！澳沁叞咨姆孔邮俏嘀菔械囊粋€自來水取水廠?！表椖坎抗ざ伍L吳鳳明指向大橋上游岸邊的房屋說。大橋上游500米處是梧州市水源保護區(qū)，設(shè)有一座自來水廠，環(huán)境保護要求高。
“在水源保護區(qū)附近，不能使用泥漿護壁方式施工了?！眳区P明繼續(xù)解釋，“在常規(guī)土質(zhì)層施工中，常見的鉆孔灌注樁一般通過泥漿起到保護孔壁、保證地質(zhì)層穩(wěn)定的作用，這個工藝對泥漿要求較高，而且容易發(fā)生泥漿倒塌以及漏漿的現(xiàn)象。”項目團隊發(fā)現(xiàn)，如果在鉆孔時注入泥漿，泥漿會沿著碎裂的石塊縫隙流出來，勢必會污染潯江水源。
泥漿護壁不符合要求，那怎么平衡樁孔內(nèi)外壓力？“江底的板巖本來就很堅固，還需要泥漿保護嗎？”項目負責人楊琳提議道，“裸巖施工條件下，鉆孔樁孔壁穩(wěn)定，無需使用泥漿增加孔壁粘度，直接注入清水即可維持樁孔內(nèi)外壓力平衡，這不僅節(jié)省了成本，還提高了施工效率?！?/p>
經(jīng)過反復(fù)研討，結(jié)合嚴密的結(jié)構(gòu)受力計算、穩(wěn)定性分析以及江底板巖承載力情況，一套適合深水裸巖條件下的大直徑樁清水鉆成孔快速施工方案逐漸成形。
“用清水替代泥漿注入鉆孔，使用空壓機將清水連帶碎屑抽出，就不用擔心污染環(huán)境了?！睏盍照f。項目團隊將抽出的廢料通過砂石分離機過濾，將過濾的砂石運送到水上作業(yè)平臺回收利用，成功避免了江面污染。
“短短1個月，我們成功將14根直徑3.8米、長29米的超大直徑群樁鋼護筒牢牢插入像‘鐵板’一樣的河床下，不容易??！”站在大橋中塔承臺圍堰施工現(xiàn)場，吳鳳明感慨道。
2022年10月12日，在新技術(shù)加持下，項目團隊1個月時間便完工了14根超大直徑灌注樁。經(jīng)驗收，樁基檢測合格率達100%，Ⅰ類樁占比100%，為中塔施工打下了堅實的基礎(chǔ)。
小而美的水上攪拌站
蒼容潯江大橋中塔高108.9米，距兩岸均為500米，其樁基、承臺及塔柱混凝土澆筑方量超過2萬立方米，相當于要注滿20個標準游泳池。
怎樣保障如此大體積混凝土澆筑施工的物料供應(yīng)與施工安全，一直是項目前期討論的焦點。
“航道日均通行超過500艘次船只，棧橋占用主航道，涉及重大立項審批，手續(xù)辦理難?！薄皾〗磕?月至8月是汛期，行船施工難度大、安全隱患多?！薄髽蚩缭降闹骱降朗俏鹘\重要干線之一，考慮到航運和水文條件，討論會上，傳統(tǒng)的“棧橋+施工鋼平臺”“攪拌船+施工鋼平臺”兩種施工方案均遭遇“水土不服”。
“能否借助現(xiàn)有的中塔施工鋼平臺，把攪拌站‘搬’到水上去，變水上施工為陸上施工？”有著25年機電管理經(jīng)驗的設(shè)備部部長余尉華提議道。綜合分析大橋中塔基礎(chǔ)、索塔和上部結(jié)構(gòu)施工，對比水上攪拌站施工布置，項目團隊發(fā)現(xiàn)相比起傳統(tǒng)的混凝土攪拌船澆筑施工，水上攪拌站還大大節(jié)約了成本。于是，項目決定在中塔采用鋼平臺和攪拌站相結(jié)合的方式搭建廣西第一座水上攪拌站，解決中塔水上施工難題。
為了最大程度減少對航道的影響，項目團隊最大限度減少施工平臺搭設(shè)面積，最終中塔水上平臺建成僅占地6000平方米，并包含施工作業(yè)區(qū)、鉆孔作業(yè)區(qū)和攪拌區(qū)三個區(qū)域。水上攪拌站就位于平臺一角。
“整個攪拌站僅占地1200平方米，包含2臺主機、4座200噸粉料罐、4個砂石料倉等16項大型設(shè)備設(shè)施，無論是體積還是面積，都不足相同配置的陸上攪拌站的四分之一。”在站長龍群歡看來，自己職業(yè)生涯里管理的第一座水上攪拌站非?！靶湔洹?。
在如此狹小的場地，項目團隊通過精確測算中塔施工期間最大拌和方量，推演出攪拌站的配置和尺寸，將2臺主機“共用”一套上料系統(tǒng)和平皮帶傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)傳輸快速、穩(wěn)定，每小時可完成160立方米的骨料傳輸任務(wù)，確?；炷翝仓耙粴夂浅伞保粌H提高了施工效率，還節(jié)省了水上平臺建設(shè)成本。
2023年12月，蒼容潯江大橋中塔比計劃工期提前21天實現(xiàn)封頂。獲得兩項實用新型專利的水上攪拌站，如期光榮“退伍”，靜待著大橋飛架的那一天到來。
綠水青山就是金山銀山，提升效率亦是環(huán)保節(jié)約。從項目部觀景臺望去，潔凈的天空把潯江染成碧藍，進入建設(shè)后期的蒼容潯江大橋正在山水間展現(xiàn)身姿。（中交集團）
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