在伶仃洋上打造斜拉桥新名片

文/戴文富 曹阳

伶仃洋上，长虹卧波。正在紧张施工的深中通道犹如一条白色丝带，连接深圳市、中山市和江门市，串联起前海、南沙、翠亨、横琴四大新区。建成后，将与港珠澳大桥隔水相望，成为世界桥梁史上又一座超级工程。

“报告总指挥，HL段钢箱梁实现精准对接，对接误差小于10毫米，符合设计和监控要求！”2022年6月28日，在历经了3个小时的吊装作业后，深中通道主体工程施工S06合同段中山大桥顺利实现合龙，现场响起热烈的掌声。此次吊装的钢箱梁长10米、宽46米、高4米，重约233吨。至此，中山大桥主桥69片钢箱梁全部吊装到位，实现主桥全面贯通。

中交二公局（以下简称“二公局”）负责建设的S06合同段包含5344米的浅滩区非通航孔桥下构、长1170米的中山大桥主桥、东西两侧共长990米的中山大桥引桥下构和万倾沙互通。作为全线战线最长、体量最大的标段，共有822根大直径海上桩基、141个深基坑围堰、137根高墩墩柱、124个大体积混凝土盖梁、2个高度为213.5米的主塔塔柱，混凝土用量超过60万立方米，钢材用量超过60万吨——施工难度不言而喻。建设团队在继承和发扬港珠澳大桥海上桥梁施工经验的基础上，进行科技攻关、技术创新、工艺优化、资源整合等，多管齐下，全面提升了大桥工程施工质量。

建设中的中山大桥（摄影/曹阳)

克难攻坚，深海水域“六箭齐发”

时间回到2018年10月。项目所处的地理位置是一大片浅滩区，目光所及皆是泥泞的滩涂和一望无际的大海。海潮退去，海滩上留下大片的流塑状淤泥，这令项目经理毛奎皱紧了眉头。大型设备无法进入浅滩区进行护筒施工，如果采用常规的导向架定位进行护筒打设，不但进度慢，设备使用成本也高，“这800多根深水桩基怕是要耽误很多工期。”

“钢护筒打设的精度直接决定了桩基的施工质量，防止塌孔、保证垂直度和混凝土的浇筑质量才是施工的关键。”在深入研究项目地质情况及设计方案后，毛奎表示，“我们一定要拿出一套更加适合于项目地质情况、更加高效的施工方案，只有这样才能打消各方疑虑，获得行业认可打造样板工程。”于是，项目团队围绕海上钻机选型和钢护筒施工方案反复开会研讨，大家围绕成本、工效、品质等关键性问题展开头脑风暴，项目技术成员各抒己见。

项目副经理李立坤从石首长江大桥“三框式导向架”获得了灵感，提出结合三框式导向架的定位原理，利用浮吊进行六框式整体打设的设想，掀起讨论热潮。很快，技术团队形成将两排三框式导向架进行横向串联，再通过上下两排微调千斤顶进行桩基位置精调，实现了钢护筒精准打设的初步方案。再结合严密的结构受力计算、稳定性分析和建模制作，一套适合于中山大桥的“浮吊+整体式导向架”施工方案逐渐成型，并顺利通过专家评审。

方案确定后，钻机的选型直接决定着方案的顺利实施。毛奎说，“参照以往的水上施工经验，一般采用回旋钻机施工。但是项目桩基总量超过800根，采用回旋钻机对钻孔平台等周转材料的投入要求很高，相关质量难以保证。”几经思索，毛奎想到在嘉鱼长江大桥的桩基施工中使用的大吨位旋挖钻施工工艺。“经过测算，采用2台回旋钻和1台旋挖钻施工，成本投入差不多，但使用旋挖钻更加绿色环保。”毛奎开心地说道。

项目团队首先在桩位区域打入4根钢管桩，用于支撑重达34吨的导向架，2台全站仪测量完成导向架整体定位后，浮吊将钢护筒吊起，从定位架上预留的孔中插入，再经全站仪测量精调定位后，沉桩锤开始打设。6根钢护筒在经过导向架定位后，犹如6枝“利箭”直插海底，两天便完成一个墩位的护筒打设，比使用传统工艺节省了不少时间；同时，项目进一步提高了导向架和护筒定位精度，将水平定位误差控制在2厘米以内，垂直度误差控制在1/330以内，远超规范标准；此外，通过改进钻孔流程，实现了1.5米至3米的钻孔施工，极大提高工效的同时，项目I类桩合格率和保护层合格率远超标准，并获得主线桩基施工质量专项检查评比的一等奖。

创新领航，盖梁施工“巧思破局”

深中通道全长24公里，其中桥梁工程长17公里。二公局承建的标段全长达7504米，近乎占到全线桥梁长度的二分之一，下部结构和互通区施工长度超过6000米，其中墩柱和盖梁施工占据了整个标段近一半的体量。“项目海上墩柱数量多，用传统工艺一步步绑扎浇筑，时间长、投入大；在100多个大悬臂盖梁施工期间，万一遇到海上风浪，安全风险可想而知。”如何保证非通航段墩柱和盖梁施工的质量和进度，成为项目常务经理聂军苦苦思索的事情。

聂军日夜推演着工艺管控全流程。为了尽快找到解决方案，项目团队多次召开工艺研讨会。李立坤提出优化整体式钢筋部榀工艺的施工方法，将墩身和盖梁钢筋在胎架上制作完成再整体吊装的方案，得到项目团队的认可。“这样既能提升施工速度，又能确保施工质量，还能够避免海上高墩绑扎钢筋所带来的风险，真的是一举三得。”聂军说道。

通过详细测量和计算，项目在胎架的设计阶段，按照墩身底部最大直径进行设计，不同节段根据墩身截面坡度放样，通过胎架两侧的限位平台进行调节定位，使墩身通过部榀工艺成功实现了现场安装。

但在准备盖梁钢筋吊装时，新问题又出现了。聂军说，“混凝土的受压性能要远远高于受拉性能，传统的三角托架体系不可避免地会产生拉力并传导到混凝土构件上，受22米的大悬臂支架自重影响，传统意义上的三角形盖梁支架不足以支撑重达110吨的盖梁钢筋骨架。”吊装作业暂时搁置。

站在盖梁钢筋生产线旁，李立坤苦苦思索着对策。重新设计一种单纯受压的支架体系，用来代替传统的三角形支架体系。很快，新型的盖梁支架搭设形式在他的脑海中呈现出来。

当夜，工程部灯火通明，时钟滴答作响，顺着李立坤的思路，技术员们热火朝天地讨论着。“我在古建筑房梁上见过一种‘斗拱’的结构，通过层层传力的形式，能够将整个房顶的重量传递到立柱中。”毛奎一边说，一边向大家展示“斗拱”图片。“我们的盖梁支架也可以引用‘斗拱’的设计思路，将上部钢筋和混凝土的重量通过层层传力的方式传到承台上。”

2022年7月30日拍摄的建设中的中山大桥（摄影/黄国保）

2022年7月29日，建设者在中山大桥进行焊接作业（摄影/新华社闫然）

“可以利用双层的型钢桁架，再通过四根钢墩进行传力，这样的受力形式更加简洁，既能够满足承载力要求，也不受操作人员主观意识影响。”项目副经理苏尕军顺着思路也积极回应道。

一夜未眠，第二天天刚亮，新型盖梁支架的制作安装便开始了。在现场工人期待的目光中，使用“斗拱结构支架”的大悬臂盖梁进行钢筋吊装后稳稳地立在墩柱之上，与传统支架相比，“斗拱结构支架”不仅承载力和稳定性大大提高，还能实现快速化组装，而且不会对墩身造成任何伤害。“正是用了这样的方法，我们在海上墩身和承台交工率完成95%，交工合格率达到98%，达到全线第一。”毛奎自豪地说。

匠心独具，伶仃洋上精准对接

中山大桥主桥标准梁段长18米，宽约46米，重达428吨，与一般超宽钢箱梁不同的是，中山大桥的钢箱梁安装施工具有节段自重大、梁段横向宽度大、梁段刚度较小、桥面吊机前支点反力大等特点，因此对梁段横向高差的控制也提出了更高的要求。在主桥施工过程中，桥面受到吊机和吊装的钢箱梁自重影响，会将原本的桥面高度压低，再加上被吊的箱梁柔性较大，吊起的部分向上隆起，“这好像一个刚刚蒸熟的灌汤包。”施工人员说。

这“一凸一凹”导致箱梁对接过程中高差达到7厘米，无法实现精准对接。施工团队想了很多办法，经过比较，最终决定采用以“C形焊缝+部分索力张拉”的形式，一次性解决高差问题。

“但是这样我们还是不放心。在焊接C型焊缝后，我们又在桥梁两侧加装了两根长1.5米，高1米的一字型型钢，保证了松钩后的绝对安全。此时通过对斜拉索索力的微调便能够实现将对接误差控制在毫米级以内。”聂军说道。

通过“C形焊缝+部分索力张拉”的方式，有效实现了桥面吊机卸载，梁段间横向高差最大值自7厘米也降低至3厘米，后续通过马板马固可完成全断面高差调整，满足了全断面焊接施工要求。

无论是装配化的施工理念，还是各类“四新”技术的探索应用，不难发现，中山大桥建设者们一直在不断摸索更加优质高效的建设模式。以工程质量安全耐久为核心，强化“全寿命周期”设计，建世界一流可持续跨海通道，创珠江口百年门户工程，这是项目团队在大桥建设之初就确定的口号。现如今，这不仅仅是一句口号，更是大桥建设者们匠心独具的真实告白。

“从港珠澳大桥青州航道桥到深中通道中山大桥的成功，为我们指明了海上桥梁建设的方向，筑梦蔚蓝，未来可期，这里是我们匠心筑梦新的开始。”主桥合龙之日，毛奎感慨地说。