中鐵大橋局供圖
"> 工人裝吊智能取土機器人。
中鐵大橋局供圖
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"> 工人調試鋼梁架設吊機走行部件。
中鐵大橋局供圖
江蘇省交通工程建設局供圖
"> 施工中的常泰長江大橋全景。
江蘇省交通工程建設局供圖
近日，世界最大跨度斜拉橋——常泰長江大橋正在進行交工前的各項檢測工作，預計8月基本建成。“屆時，江蘇常州與泰州之間通行時間將從1小時20分鐘縮短至20分鐘左右，進一步推動跨江城市群協(xié)調發(fā)展。”江蘇省交通工程建設局常泰長江大橋建設指揮部現(xiàn)場指揮長李鎮(zhèn)說。
自2019年10月開工建設以來，大橋參建單位不斷創(chuàng)新、攻堅克難。從江底沉井的智能取土到云端橋塔的鋼筋“搭積木”，再到一氣呵成的精細化橋面鋪裝，建設者們以一項項自主創(chuàng)新不斷攻克世界級難題。
智能取土機器人讓大橋“站穩(wěn)腳跟”
有多大的主跨，就得有多牢固的橋墩。
1208米的主跨，使得傳統(tǒng)的鉆孔樁施工技術無法滿足承載力的需求，承建大橋南主塔的中鐵大橋局便采用了沉井的施工方式。中鐵大橋局常泰長江大橋項目工程部部長李杰介紹：“沉井是大橋塔墩的水下基礎，大橋6號墩的鋼沉井設計獨特，采用新型的減自重與減沖刷的‘上小下大’階式結構，其沉井鋼結構與混凝土的總重量超過22萬噸。”
將這樣一個龐然大物放到江底并不容易。6號墩沉井技術負責人方林介紹，施工時，沉井最大入土深度達48米，需穿越三層粉質黏土層，“如果采取傳統(tǒng)空氣吸泥機進行作業(yè)，取土不僅費時費力，還存在取土盲區(qū)。”
取土難題如何解決？項目組研發(fā)了一套智能取土機器人。方林坐在項目部的指揮室里，向記者展示機器人的操作。只見他實時調整機器人位置，并通過機器人搭載的水下視頻監(jiān)控、前視聲吶和避碰聲吶傳感器對施工環(huán)境進行監(jiān)測。隨著鉆頭旋轉，水底下的土塊立刻被擊碎，并通過管道排到沉井以外。同時，機器人工作臂可以進行360度的旋轉、伸縮，解決了取土盲區(qū)的難題。
李杰介紹：“原來進行1個作業(yè)面作業(yè)需要6個人操作，每個小時只能絞吸黏土40立方米左右。有了這款智能取土機器人，只需要一個人操作，取土效率達到每小時200立方米，讓主塔沉井的取土下沉就位作業(yè)提前兩個月完成。”
裝配化施工讓主塔每天“長高”1.2米
傳統(tǒng)橋塔鋼筋施工一般需要工人身處高空，將鋼筋逐根綁扎，但是常泰長江大橋中塔柱為四塔肢空間鉆石型結構，空間傾斜角度達到8度，傳統(tǒng)工藝的高空作業(yè)安全保障、施工效率和精度控制已經不適應施工需求。
常泰長江大橋參建單位——中交二航局的工程師們結合以往施工經驗，創(chuàng)新工藝方案，沿著“鋼筋片體—塊體—部品”的實施路徑研制出新型鋼筋片體柔性制造生產線，用于鋼筋片體和鋼筋塊體生產。
中交二航局常泰長江大橋項目部常務副經理王輝介紹：“新型生產線集成了無人自適應布料、機器視覺尋點焊接、傾角同步調整、機器人空間尋點焊接等流程，實現(xiàn)了鋼筋片體自動化生產和塊體機械化成型，成型的片體精度能達到毫米級，片體和塊體的生產效率均可以達到每小時8個，首次實現(xiàn)了大傾角變截面鋼筋塊體機械化制造。”
鋼筋塊體被運到施工現(xiàn)場后，在拼裝胎架上被初步固定，同步頂推系統(tǒng)隨即進行塊體穿插，精調傾斜角度，安裝塊體交會區(qū)主筋，完成鋼筋部品節(jié)段組拼。
“單個節(jié)段的重量近60噸，我們采用萬噸米級塔吊把它整體吊裝上塔，使用錐套鎖緊鋼筋接頭，再進行部品節(jié)段間連接，索塔鋼筋就可以像積木一樣組裝拼接。”中交二航局常泰長江大橋項目部副經理湯葉帥說，“使用這種施工方法，保持了主塔每天1.2米的‘長高’速度，還減少了60%以上的高空作業(yè)人員，施工效率和安全性都更有保障。”
精細化控制讓橋面鋪裝一氣呵成
“超大跨徑、非對稱荷載、雙層橋面公鐵同層等因素讓大橋的瀝青攤鋪工作面臨新的挑戰(zhàn)。”南通路橋工程有限公司常泰長江大橋項目經理王善來介紹，為使橋面鋪裝工作順利進行，團隊針對不同的行車區(qū)域，分別采用了8種鋪裝結構和鋪裝體系。
此次瀝青攤鋪工作中，全面采用了高溫拌合型環(huán)氧樹脂等國產材料，不僅打破了鋼橋面鋪裝用環(huán)氧樹脂長期依賴進口的困境，更標志著國產材料在千米級超大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝領域取得了重要突破。
“鋪裝的時候需要一氣呵成。”南通路橋工程有限公司常泰長江大橋項目首席質量官韓金剛告訴記者，施工前，團隊用裝有導航系統(tǒng)的運輸車反復測試最優(yōu)運輸路線，最遠的點位需要在40分鐘內到達，才能保證環(huán)氧瀝青混合料從拌合到攤鋪在2.5小時的規(guī)定時間內完成。
韓金剛介紹，團隊運用數字孿生平臺對鋪裝作業(yè)實施全天候精細化管控，實現(xiàn)鋼橋面環(huán)氧富鋅漆自動噴涂、環(huán)氧樹脂黏結劑自動涂刷、環(huán)氧樹脂結合料自動稱量投放，提高了鋪裝的工作效率和質量。
據了解，常泰長江大橋上下層鋼橋面鋪裝瀝青總面積超25萬平方米，相當于30多個標準足球場的面積，在施工人員的努力下，僅用24個有效工作日就完成了鋼橋面主體鋪裝。
《 人民日報 》（ 2025年08月06日 06 版）