走近狮子洋大桥 解码“世界第一”之外的突破

站在狮子洋通道主桥索塔下，把头仰起近乎90度，才能迎着日头勉强看到200米高空正在施工的塔身上端。封顶后，主塔最终高度将来到342米，创下双层悬索桥最高主塔纪录。

正在建设中的狮子洋大桥索塔。都芃 摄

10月11日，科技日报记者跟随中交公路规划设计院有限公司（以下简称公规院）主办的“探寻超级工程 见证大国匠心”活动来到了正在建设中的狮子洋大桥。

“作为粤港澳大湾区向南向西扩展的重要交通生命线，狮子洋通道将在促进广州南沙、中山乃至珠江口东西两岸全面互联中发挥关键作用。”狮子洋通道项目建设方广东湾区交通建设投资有限公司副总经理、总工程师张太科介绍。

最长主跨跨径、最高主塔塔高、最大锚碇基础、最大主缆规模、最多车道数量……狮子洋大桥集齐了双层悬索桥的多个世界第一。但在领衔桥梁设计工作的全国工程勘察设计大师、公规院总工程师崔冰看来，狮子洋大桥的真正价值并不在于刷新纪录，而是其设计、建设背后的一项项技术突破。

狮子洋通道并非普通的跨江通道，其是珠江口首条双层复合公路通道。“我们对多个主桥桥位方案进行了比选，最终确定了当前这个主跨2180米‘一跨过江’的双层钢桁悬索桥方案。”为最大化提升通道服务能力，崔冰带领公规院副总工程师徐军等资深技术人员组成的设计团队，通过大量数据分析、方案比选与科学论证，最终确定了跨江主桥为上下双层“8+8”共16车道的方案，其不仅极大提高了通行能力，也为未来交通增长预留了充分空间。

前所未有的设计方案，带来了世界级的技术挑战。“双层16车道的超宽桥面，意味着单侧桥塔需要承受超过20万吨的巨大竖向压力，这是传统桥梁结构难以承受之重。”崔冰介绍，面对这一核心难题，团队创造性采用“钢壳—混凝土”组合结构索塔设计方案，有效强化了索塔各项结构性能，并显著减少塔身自重，这也是在世界范围内首次将该型结构用于大跨度悬索桥。

同时，为匹配这种索塔结构，充分发挥钢与混凝土的协同受力性能，设计方案提出采用强度等级达C80的高性能混凝土，并形成了一整套标准化的桥塔高质量建造工艺。

为满足超重荷载要求，狮子洋大桥的主缆设计也达到了前所未有的规模。其主缆直径达1.5米，单根主缆由374股索股组成，每股索股又由127根直径6毫米、强度等级高达2060兆帕的高强钢丝构成。为保证主缆内部钢丝受力均匀，大桥构建了集机器视觉、压力变送高差自动监测于一体的自动化高精度索股架设测控系统，并采用索夹随吊杆荷载变化紧固、缠丝与紧缆同步实施工艺。团队还联合施工单位研发了数控自动化索夹紧固与紧缆一体机和紧缆缠丝一体机等新型设备，为此后不同桥型超大直径主缆施工提供了工艺与装备基础。

“桥梁工程设计建造的真正价值不在于不断重复刷新纪录，而在于真正实现桥梁安全、耐久的结构理念及与之相适应的结构理论和建造技术、工艺等突破。”崔冰对于桥梁的安全耐久性有着执着追求，他认为应打造除关键支撑构件（索塔、主缆）外其余构件均可便捷更换的桥梁结构体系，以保证桥梁在全寿命周期内始终保持“青壮年性态（性能、状态）”。这一理念也在狮子洋大桥得到了实践。狮子洋大桥创造性构建了正交异性钢桥面板可更换结构体系，基于无应力状态的逆推导实现成桥状态下钢桥面板模块周边应力趋于零。在车辆荷载作用下，钢桥面板出现较严重疲劳损伤时，可便捷实施更换，不影响主梁、横梁等主体结构。

一项项创新设计引领着中国桥梁工程不断实现新的突破。珠江口上，狮子洋通道与已建成通车的虎门大桥、南沙大桥遥相呼应，共同构成连接广州南沙与东莞、辐射粤港澳大湾区西翼的重要跨江走廊。“多年来，公规院始终扎根粤港澳大湾区建设主战场，深度参与了一批具有战略意义的标志性工程全生命周期工作，从前期规划设计到后期运维管理全链条发力，积累了系统完备的实践经验，成为推动湾区互联互通和融合发展的重要力量。”公规院专业总监、副总工程师吴明远表示。

科技日报记者 都芃