[中国中铁]世界最高钢-混混合塔桥封顶：马鞍山长江公铁大桥创纪录

混凝土,骨料中国中铁 2024-06-05

马鞍山长江公铁大桥345.6米高的世界最高钢-混混合塔主塔封顶，标志着这座世界首座双主跨超千米三塔斜拉桥建设取得重大进展。大桥采用创新结构和施工技术，包括定制全球最大塔式起重机，确保工程安全与效率。精准的施工监控和智能化管理保证了高精度的建设，主塔倾斜度偏差极小，展现了中国桥梁建设的高水平技术。

　　5月22日上午，中铁大桥院设计、中铁大桥局施工的巢马城际铁路全线控制性工程，世界首座双主跨超千米三塔斜拉桥、世界最长联钢桁梁斜拉桥——马鞍山公铁两用长江大桥4号主塔成功封顶，至此大桥3座主塔全部封顶，将进入钢梁悬臂架设及斜拉索安装施工阶段。
　　结构更安全稳固
　　“4号墩索塔为大桥中塔柱，塔高345.6米，相当于115层楼高，是世界最高钢-混混合塔。此前，该桥3号墩边塔和5号墩边塔，已分别于2023年8月份和今年1月份完成封顶。”中铁大桥院马鞍山长江公铁大桥项目总体罗扣介绍。为解决超高混凝土泵送、浇筑、养护等施工难题，节省工期，3座主塔均采用“大节段钢-混混合桥塔”形式，其中在4号墩上采用空间三角形结构，为四肢空间桥塔，纵横向均为A型，上塔柱斜拉索锚固区采用钢结构，高118.5米，混凝土结构为223.5米，钢-混结合段高3米，工程量相当于两边塔的总和。
　　“封顶原理如同‘搭积木’，但实际过程却比‘搭积木’要难得多。尤其是如何保证结构安全，是我们在前期设计工作中的重中之重。”罗扣介绍，4号墩钢塔采用大节段整体制造、运输和安装，节段之间采用现场栓焊组合连接方案，共分39个吊装节段，单节钢塔最大重量为482.7吨，此次封顶的塔冠高7.5米，重98.5吨。其中，中塔钢塔截面形状复杂，特别在位于四塔肢合为一塔肢的焊接处，结构受力及构造更为复杂。
　　为保证结构安全，设计团队围绕钢塔合理构造及索塔锚固受力性能进行创新研究，解决钢塔整体及局部受力问题。开展钢-混凝土混合接头受力性能试验研究，一方面通过有限元数值模拟分析、结合缩尺模型试验，摸清结合段内力传递路径，保证结合段受力安全；另一方面联合高校、钢塔制造厂，进行超高大截面钢桥塔焊接变形规律与控制关键技术研究，首次针对钢桥塔空间复杂结构开展模型试验，成功解决了大桥超高大截面钢塔节段制造、拼装、高空焊接等建造过程中的变形控制难题。
　　过程更简单方便
　　“欲行其事，先利其器”。“这一次成功封顶的背后，离不开我们‘建桥神器’的助攻。”
　　罗扣所说的“建桥神器”指的是专为马鞍山长江公铁大桥量身定制，全球目前最大塔式起重机XGT15000-600S。
　　2019年，马鞍山公铁两用长江大桥进入初步设计阶段。按设计要求，大桥钢塔单块最重超过400吨，吊高要求达350米。那时国内还没有一座塔式起重机能够承载此任务。面对困难，设计和施工团队没有退缩，与徐工集团共同研发新的施工装备。历经3年研制，2022年6月2日，新的塔机正式交付，成功实现1.25倍动载起吊750吨目标，刷新了塔机吊载世界纪录，使中国塔机在全球行业取得主动权与话语权，推进了“中国桥梁”行业的未来发展。
　　精准到“毫米”“秒”级
　　“对于一座大桥，保证其结构安全，仅凭理论和计算还远远不够，施工建造质量也很关键。如何保障‘设计’和‘施工’无缝对接，把‘图纸’与‘现实’之间的差异尽可能降到最低，施工监控作用非常重要。”中铁大桥院马鞍山长江公铁大桥施工监控负责人严和仲介绍。
　　主塔，作为斜拉桥的重中之重部位，如同“主心骨”，连接着塔索与主梁。为了满足航道通航要求，主塔设计到345.6米。从“破土而出”到“凌空而建”成为擎天巨柱，施工过程虽如“搭积木”，但每提升一米都是一次挑战，尤其是大块模板的拼装及线形控制，堪比“空中绣花”。
　　并且，由于大桥主塔为空间四塔肢“A型”塔，属于混凝土塔与纯钢塔结合，钢塔柱体量大、构造复杂，加上受风、温度、施工机具等多重因素的影响，主塔在合龙时如何确保四塔肢间的精准对接，成为技术难题。为此，建设者在钢塔首节段上安装了高精度的三向调整系统和定位桁架，并设置临时锁定装置，以保证在温度恒定的工况时可进行高精度测量。
　　“针对线形控制，钢塔节段制造精度至关重要。”严和仲表示，由于钢塔架设是再现工厂制造精度的过程，桥位现场安装过程中出现误差调整手段有限且调整量较小，因此不仅加强了现场安装线形控制，确保节段之间的完全匹配，更在厂内对制造线形进行了严格的监测和控制，特别是钢锚箱和索导管等关键部件的定位复测，几何尺寸精确到了“毫米级”、空间角度精确到“秒级”。
　　为实现智能化发展、精细化控制、标准化建设和现代化管理的目标，施工监控团队通过搭建“智控”平台，利用数据分析辅助人工决策，从而显著提高了大桥建造过程的精准控制和精细化管理水平。同时，结合此桥结构和施工特点，在主塔施工全过程，施工监控团队除了紧密跟踪现场施工动态，在每个关键节点实施前，还会对施工方进行监控技术交底，并通过自主研发的桥通软件建立主塔计算模型，实现全过程精细化主动控制。最终，在各方的紧密协作配合下，4号墩主塔顺利封顶，倾斜度偏差优于塔高的1/8000。 (曹雪郭凯阳简珍珍)