长虹飞架，高铁将上舟山群岛（产经观察）

本文转自：人民日报

探访世界上跨度最大的公铁两用跨海桥甬舟铁路西堠门公铁两用大桥

长虹飞架，高铁将上舟山群岛（产经观察）

本报记者 李心萍

《 人民日报 》（ 2024年09月25日 第 18 版）

正在施工的甬舟铁路西堠门公铁两用大桥。

郭少山摄

东海之滨，舟山群岛与浙江宁波隔海相望。连接两岸、跨越天堑的甬舟铁路建设如火如荼。

西堠门公铁两用大桥，甬舟铁路的控制性工程，主跨达1488米，是世界上跨度最大的公铁两用跨海桥，也是世界跨度最大的斜拉—悬索协作体系桥梁。通过智能化、信息化、数字化手段提升施工质量，工程稳步推进，高铁“上岛”即将在舟山群岛实现。

探索新结构

兼顾刚度与跨度，创造公铁两用桥跨度纪录

西堠门公铁两用大桥，连接舟山群岛的金塘岛与册子岛，所处海域风大、浪高、水深、流急，须同时满足高铁、汽车通行以及船舶通航要求。

“大桥处在进出宁波舟山港的海上黄金通道，每天过往200多艘3万吨级集装箱轮和多种散货轮，主跨必须超千米。”中铁大桥院总工程师肖海珠说，再结合水下地形特点，主跨需达到1500米级。

主跨1500米级的公铁两用大桥，在中国桥梁建设史上从未有过。我国已建成的最大跨度公铁两用桥为沪苏通长江公铁大桥，主跨为1092米；已合龙的最大跨度公铁两用桥为常泰长江大桥，主跨为1208米。这两座公铁两用桥，均采用斜拉桥体系。“对斜拉桥而言，跨度1200米级已到极限。”中铁大桥局西堠门公铁大桥总工程师王东辉说，随着跨度加大，构件规模、施工风险将呈几何式增长。

“目前，世界上的超大跨度桥梁普遍采用悬索桥体系。不过，大跨度悬索桥刚度较弱，难以满足动车组列车通行要求。”肖海珠告诉记者，为此，西堠门公铁两用大桥创新采用了斜拉—悬索协作体系。这种新的结构体系，兼具斜拉桥刚度大、悬索桥跨越能力强的优点，相较于单一结构桥型，在同等材料和工艺的情况下，更能保障施工安全、通行要求。

2017年，西堠门公铁两用大桥进入可行性研究阶段。经初步论证，中铁大桥院设计组提出了主跨1488米斜拉—悬索协作体系桥方案。“彼时，在我国即便是公路桥梁，都不曾有设计并建造过主跨超过300米斜拉—悬索协作体系桥的先例，但我们对方案底气十足。”肖海珠说。

底气源自10多年的研究积累。据介绍，中铁大桥院2003年即启动斜拉—悬索协作体系研究，10余年探索，终于成功完成斜拉—悬索协作体系的基础研究，摸清相关技术参数。随后，设计组与业主方积极沟通，经历了几十次研讨会以及三次方案评审会后，终于赢得专家和建设单位的认可。

解决了大跨度难题，西堠门公铁两用大桥还面临大风挑战。

大桥所处的西堠门海峡宽度仅约2700米，较窄的海峡形成狭管效应，再加上其处在沿海高风速带，每年6级及以上大风天超过100天。而大风，容易引发桥梁发生颤振现象，导致结构破坏。相关测算显示，西堠门公铁两用大桥须抵御的最大风速应达64米/秒，超过17级台风中心最大风力。

“为此，我们专门设计了三箱分离式钢箱梁结构，中间箱通行高铁，两侧边箱分幅通行公路。”肖海珠说，整个桥面形状就像倒过来的机翼，箱与箱之间的镂空帮助大桥获得良好的气动外形。经风洞试验验证，即使风速达到107米/秒时，主梁也不会出现颤振。

2022年10月31日，西堠门公铁两用大桥正式开工。目前，大桥主桥5号主墩、4号主墩已从海底拔地而起。

研发新装备

主墩在海底岩层中“生根”，稳稳立于大海之上

建桥先要建基础。支撑起跨海大桥的桥墩基础，是大桥建造成功的“重中之重”，也是支撑桥梁跨越天堑的“定海神针”。

大桥册子岛侧主墩（5号主墩），所处位置水深达60米，海下地形起伏不平，最大高差可达8米，基岩裸露且海床面倾斜。“大风、急流、裸岩、深水，在这种条件下打桩难度极大。”中铁大桥局西堠门公铁大桥常务副经理李永旗说。经过多轮讨论协商，中铁大桥局与中铁大桥院最终决定：由18根直径6.3米的超大直径钻孔灌注桩来组成主墩桩基。

确定了施工方案，各类智能装备相继进场——

首先登场的是自浮式钢桁架钻孔平台。这是一个重7600吨、相当于31个标准篮球场大小的施工平台。为了将平台运至墩位处，施工单位出动了5艘拖船。

再登场的是大型动力头钻机。要想往海底岩石里打桩，离不开“金刚钻”的助力。为此，中铁大桥局联合国内厂家成功研制出了ZJD7000大型动力头钻机。这台“金刚钻”不仅“力大无穷”，还“聪明伶俐”，配备先进智能化、视频监控和远程传输系统，具有无线遥控操作、多点监控、故障报警、远程故障诊断等功能。在一系列智能设备的加持下，大桥5号主墩18根6.3米钻孔桩顺利完成。

另一侧，金塘岛侧主墩（4号主墩）则采用了截然不同的工艺——设置沉井基础。

“这是世界首座嵌入式设置沉井基础，此前从未有过先例。”中铁四局项目部总工程师李勇海介绍，整个钢沉井重达1万吨，是个外径达58米、内径36米、高37米的“大家伙”。目前，沉井已顺利精准沉放到位，正在紧张有序推进沉井封底混凝土浇筑施工。

采用新技术

让大桥施工“耳聪目明”，更好应对天气影响

风速仪、波浪仪、海流计、潮位计、温湿度仪……走进大桥施工现场，一系列监测设备琳琅满目，如同走进了海边气象站。

这一切，都是为了摸清海洋气候，尽量减少风浪对精准施工的影响。“风浪冲击会带来施工误差、安全风险。通过智能系统实时监测风、浪、潮、流等信息，可以提高对风、雨、雾、气温的预报精准度和预报效率，以便我们及时针对恶劣天气快速响应。”中铁大桥科学研究院技术员徐有良说。

目前，中铁大桥局技术团队已研发出“复杂海洋环境下风、浪、流实时监测系统”，可精准预测未来7天风速、潮位、水流速等气象信息。

2022年，台风轩岚诺和梅花经过舟山区域，施工区域瞬时实测最大风速34.75米/秒，最大浪高3.04米。“正是得益于这套系统，我们提前组织对设备进行保护、人员有序撤离，极大降低了损失。”徐有良说。

施工过程，既要“耳聪目明”，也要“心中有数”，数字孪生系统发挥了重要作用。

例如，在自浮式钢桁架钻孔平台的安全过程中，施工团队在平台上装配了倾角仪、北斗传感器、锚索计等传感器。这些数据实时传输到后台，在电脑内生成自浮式钢桁架钻孔平台的“数字分身”。

“数字孪生系统真实模拟了现场实景，我们通过‘孪生体’反馈的结构状态和调索指令，对施工平台进行调控，指导平台精准定位。”中铁大桥局桥科院总经理王波说。

再比如，在5号主墩的混凝土浇筑过程中，施工团队利用三维激光扫描仪，获取了钢结构件的“身材数据”，并进行云端“彩排”。

“云端‘彩排’，不占用场地资源、省时省力，帮助我们及时了解拼装过程可能出现的问题，及时对误差、位置关系、碰撞等进行调整，保证实际施工高效进行。”中铁大桥局桥科院总工程师彭旭民说。

鸥鹭眠沙，渔樵唱晚，蔚蓝的海域养育了依海而居的人们，施工过程更需践行绿色理念。

这一点，智能系统再次发挥重要作用。在整个大桥施工工地，PM2.5、PM10、风速、温度、噪声等监测设备随时可见，实时采集环境参数。

“系统一旦发现超阈值指标，便会自动预警，拌和站喷淋降尘系统自动开启，砂石料仓喷雾设施也会自动喷雾降尘。”王波说。

放眼舟山群岛，一座座桥梁连通岛屿。作为国家中长期铁路网规划中的重大项目，甬舟铁路建成通车后，将结束舟山群岛不通铁路的历史，为“轨道上的长三角”作出新贡献。