70件专利架起长江新地标！常泰长江大桥竟硬核破解这些难题

来源：滚动播报

（来源：中国知识产权报）

　　拥有专利70件、获得省部级工法19项、形成团体标准6项……近日，常泰长江大桥正式通车，常州与泰州之间的通行时间将缩短至20分钟。

　　在江苏省泰州长江大桥与江阴长江大桥之间，常泰长江大桥宛如钢铁巨龙横跨江天，将“龙城”常州与“凤城”泰州紧密相连。江苏省交通工程建设局常泰长江大桥建设指挥部现场指挥长李镇介绍，作为公铁合建复合型过江通道，常泰长江大桥的建成标志着中国桥梁技术实现新的突破。

赵振宇 摄

沉井技术夯实桥梁基础

　　大桥设计初期，通过计算，沉井需要下沉到负65米多，才能站稳脚跟。但脚扎得越深，风险越大。为此，大桥首创减冲刷减自重台阶型沉井基础，成功给沉井做了“减肥减高手术”。尽管如此，沉井依然是个“巨无霸”，底面积相当于13个篮球场大小，高度足有24层楼高。

　　俗话说，基础不牢，地动山摇。沉井施工技术作为跨海大桥的基础，广泛用作桥梁基础、锚碇及给水排水工程中。近年来，随着大跨度桥梁建设快速发展，我国建设了许多跨度达百米级的沉井基础，如瓯江北口大桥南锚碇沉井基础，常泰长江大桥5# 墩、6# 墩沉井等。大型沉井基础首节钢沉井往往需设置厚度较大的剪力键作为封底混凝土与沉井井壁传力结构，剪力键的存在导致井内水下取土时存在较大盲区。

　　以常泰长江大桥5# 墩基础为例，剪力键盲区占沉井截面积可达15.2%。剪力键盲区导致剪力键及刃脚下取土困难，往往采取加大取土深度，形成“锅底开挖”对盲区进行取土；但增加取土深度并形成“锅底开挖”会导致刃脚埋深不足，易造成沉井突沉及倾斜超限等问题，严重危害施工安全。因此，亟需设计一种新的沉井剪力键结构以解决上述技术问题。

　　在施工过程中，参建单位中交第二航务工程局有限公司（下称中交二航局）项目团队发明了一种沉井剪力键结构施工方法。该技术通过设计一种包括多个剪力键结构单元的沉井剪力键结构，利用驱动机构使其在下沉过程中收拢，解决了剪力键盲区导致的取土困难和施工安全问题，实现了减少盲区、提升取土工效和安全性的效果。目前，该公司围绕相关技术已拥有名为“一种沉井剪力键结构及其施工方法”的发明专利。

　　在过去，受限于技术和装备条件，很多大桥建设时的水下工作需要潜水工完成。如今，常泰长江大桥的水下战场已经由智能机器人完全接管。

　　为了安全平稳下沉到位，建设团队采用沉井智能取土下沉工艺，投入水下机械臂取土机器人等38台智能装备，创造了粉质黏土层大型沉井下沉最快纪录。通过智能化数字化系统，设置了390个传感器，实时监测施工关键参数，保证了大桥基础施工可视可测可控。

赵振宇 摄

吊装技术保障施工安全

　　2024年5月29日，浩瀚的长江之上，一台深蓝色的吊机伫立在桥面，正“拎”着大桥最后一个节段——合龙段缓缓抬升。“这台吊机，是我们攻克千米跨度的‘大功臣’。”王辉指着吊机自豪地说。2023年9月，这台由中交二航局研发的全球最大吨位桥面吊机首次亮相大桥建设。该吊机不仅“力气大”，能轻松吊起1800吨重物；还很“聪明”，集可视化、智能调位、自动换轨等功能于一体，是桥面吊机制造史上一次重要突破。

　　大型桥梁工程的吊装技术是保障施工安全的重要技术。随着桥梁索塔的高度不断增高，索塔的结构形式也在逐步改进，对于超高索塔，为了更好地发挥钢材与混凝土的特性，索塔上塔柱会采用钢箱-核心混凝土的形式。

　　在索塔施工过程中，随着塔吊的升高，塔吊附墙开始锚固在钢箱上，使塔吊附墙的锚固变得困难，一方面在于钢箱属于薄壁结构，无法直接承载垂直于面的荷载，另一方面在于吊重及风荷载等外荷载作用下产生很大的塔吊附墙力，会对索塔主体结构产生不利影响，而此附墙力无法直接由钢箱承受，因此需要设计相应的钢箱内支撑装置来将附墙力传递给内部的核心混凝土。

　　中交二航局的专利技术“适用于钢箱-核心混凝土索塔的塔吊附墙支撑装置”发挥了重要作用。该专利通过设计三角形布置的塔吊附墙支撑装置，将钢箱外壁的锚固点组合成整体受力，解决了塔吊附墙力难以承受的问题，实现了施工过程中附墙力稳定的传递和结构的抗剪性能提升。

　　有了这些硬核装备，超高超重构件吊装能力大大提升。这些大国重器，成为中国桥梁建设迈向智能化、高效化新阶段的强大引擎。

　　全国“五一劳动奖章”获得者曾雨生热衷于钻研机械装置，是多件专利的发明人。在大桥建设中，他发现节段梁临时预应力施工繁琐，便研发出一套自带临时预应力的新型吊挂，为相关工序节省了50%的人力和时间。

赵振宇 摄

高空牵引破解拉索安装难题

　　远眺江心，350米高的主塔巍然耸立，直指苍穹。顺塔身向下，数百根白色斜拉索呈扇面形展开，将高耸的桥塔和长长的桥面有力连接。水色天光之间，大桥主航道桥犹如一架倚江而立的巨型竖琴，静置于江渚之上。

　　“每根拉索由数百根直径7毫米的平行钢丝组成，其抗拉强度高达2100兆帕，是目前世界最高强度的桥用平行钢丝斜拉索。最长斜拉索达630多米，重103吨，也是目前世界上最长最重的斜拉索。”中交二航局常泰长江大桥项目部负责人种爱秀介绍。

　　2023年10月，长江江面暑气未消，中交建设者们开始在300多米高的主塔上“穿针引线”，将一根根斜拉索精准挂设在桥塔上，并与桥面稳固连接。斜拉索挂设采用“塔端挂设、梁段压锚，塔端硬牵引、梁端软牵引”工艺，挂设时最大的难点在于塔端入锚。

　　“入锚时采用塔顶提吊、塔内牵引方式，就像针孔穿线一样，需要将斜拉索穿进索导管，再进行固定。”中交二航局常泰长江大桥项目部常务副经理王辉说，由于斜拉索索导管内径只比索头外径大12毫米，施工中索头姿态和入锚时机需高度精准，才能一次入锚。就好比将一根粗线穿进细针眼，容错空间极小，全凭手上分寸的把握。

　　受高空大风和索体自身扭转影响，索头容易发生偏移，进一步增加了对准难度。中交建设团队通过研发新型塔顶挂索门式桁车、新型软牵引压锚系统、新型一体化入锚角度调整装置进行调整，每根斜拉索需高空协同作业1个多小时，才能成功入锚。

　　历经9个月的不懈努力，2024年6月，312根斜拉索如同巨人的臂膀次第舒展，将桥面稳稳承托于江天之间。

　　江阔凭桥跃，风正好扬帆。当第一缕车流通行，常泰长江大桥正化身为长江经济带发展的新引擎。它所承载的，不仅是万吨车流，更是千万人对美好生活的向往；它所昭示的，不仅是中国桥梁建设的智慧高度，更是中国产业工人的精神海拔。（通讯员 梁秋仪 赵振宇 周璇）

（文章来源：中国知识产权报 原标题：常泰长江大桥通车——跨江新地标背后的创新密码）

（编辑：晏如 责任编辑：孙雅曼 审校：冯飞）