10月9日，剛剛刷新世界斜拉橋主塔最高紀(jì)錄的滬通長江公鐵兩用大橋再傳捷報(bào)。大橋28號(hào)主墩南北兩側(cè)大節(jié)段鋼桁梁在70米高空完成吊裝，標(biāo)志著大橋主航道橋大節(jié)段鋼桁梁雙懸臂架設(shè)正式開始。今天，超級(jí)建筑結(jié)合滬通長江大橋這一在建超級(jí)工程，給大家深度揭秘基建狂魔領(lǐng)先世界的鋼橋架設(shè)神奇技藝。本文有大量震撼大圖及專業(yè)知識(shí)，敬請(qǐng)細(xì)細(xì)閱覽。
一、擎天主塔長出鋼鐵臂膀
前幾天，超級(jí)建筑剛剛給大家介紹過，滬通長江大橋北側(cè)主塔于9月28日成功封頂。這座高達(dá)330米的大橋主塔，相當(dāng)于110層樓的高度，是世界最高公鐵兩用大橋主塔，已如高大威猛的擎天柱一般矗立在滾滾長江之中，成為中國橋梁建設(shè)的最新豐碑。詳細(xì)情況可點(diǎn)擊右側(cè)鏈接查閱（基建狂魔再次驚艷世界！全球最大橋梁、最高主塔、最大沉井，中國工程舉世無雙）。有關(guān)視頻，可點(diǎn)擊下方預(yù)觀看。
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大橋28號(hào)主塔封頂后，隨即進(jìn)入到鋼梁架設(shè)和斜拉索掛設(shè)的施工階段。這也是滬通長江大橋建設(shè)的另一個(gè)關(guān)鍵階段。大家從下面的圖片中可以看到，巨大的主塔下部有藍(lán)色和紅色的鋼鐵構(gòu)件，那里就是大橋主塔正在快速生長的鋼鐵翅膀。接下來，這鋼鐵翅膀?qū)⒖焖俚叵騼蓚?cè)延展，在某一天，與主航道橋兩側(cè)的邊跨連在一起，一座驚艷世界的公鐵兩用斜拉橋?qū)⒄浇ǔ伞?/span>
▲剛剛封頂?shù)臏ㄩL江大橋北側(cè)主塔
下圖是10月9日大橋28號(hào)主墩大節(jié)段鋼桁梁吊裝作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。寬闊的江面，摩天主塔直插云霄，鋼筋鐵骨混凝土的世界，美與震撼渾然一體。圖中此刻，正在吊裝的是大橋28號(hào)主墩第8節(jié)和第9節(jié)鋼桁梁。紅色的架梁吊機(jī)和藍(lán)色的大節(jié)段鋼桁梁，就是大橋建設(shè)和今天文章的主角。
二、鋼梁架設(shè)的獨(dú)門神器
滬通長江大橋主航道橋采用雙塔五跨連續(xù)鋼桁梁斜拉橋布置，主跨1092米，采用三主桁結(jié)構(gòu)，主梁桁高16米，桁寬35米，節(jié)間距14米。全橋共164個(gè)節(jié)間鋼梁，在工廠整體制造、下河、運(yùn)輸，其中標(biāo)準(zhǔn)雙節(jié)段(大節(jié)段)長28米，重1500噸—1750噸。
那么，滬通長江大橋?yàn)槭裁匆捎娩撹炝盒崩瓨虻脑O(shè)計(jì)方案呢？這1700噸的鋼桁梁巨無霸又是如何架設(shè)的呢？
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梁式體系的大橋根據(jù)梁的形式可以分為：板梁橋、桁梁橋、箱梁橋、結(jié)合梁橋等。滬通長江大橋主航道橋采用鋼桁梁形式，這也是特大型橋梁的一種主要形式。鋼箱梁比較輕盈，一般的公路橋更多使用鋼箱梁形式。鋼桁梁結(jié)構(gòu)剛度大，鐵路橋和公鐵兩用橋更多采用鋼桁梁的形式。尤其是公鐵兩用大橋，由于上下層都要行車，一般只適合使用鋼桁梁形式。滬通長江大橋?yàn)槭澜缱畲罂缍鹊墓F兩用大橋，因此，中鐵大橋院設(shè)計(jì)專家將其設(shè)計(jì)為雙塔五跨連續(xù)鋼桁梁斜拉橋。
要想在長江江面70米高的上空，架設(shè)重達(dá)1500噸—1750噸的鋼桁梁，還不能影響長江航運(yùn)，這可絕非易事。承擔(dān)滬通長江大橋的中鐵大橋局建設(shè)者和相關(guān)單位，專門為此研發(fā)制造發(fā)明了一系列獨(dú)門神器和神秘武功。接下來，超級(jí)建筑按照大橋施工的時(shí)間線，給大家進(jìn)行圖文分析。
滬通長江大橋28號(hào)主塔的塔座、下塔柱、下橫梁施工完畢后，等中塔柱施工到一定高度時(shí)，就要提前為鋼桁梁的架設(shè)安裝做準(zhǔn)備了。從2017年11月8日拍攝的上圖可以看到，塔座緊貼著下塔柱到下橫梁的空間，已經(jīng)架設(shè)起了橘黃色的施工膺架（俗稱腳手架）。
2017年12月拍攝的上面也可以看到，下橫梁兩側(cè)都搭建了腳手架，高度與下橫梁持平。這里還將安裝托盤平臺(tái)和滑道，用來承載即將安裝的首片及接下來的2、3、4、5片鋼桁梁。等墩頂?shù)匿撹炝喊惭b完畢后，腳手架將被拆除。
萬事開頭難。2018年5月11日，滬通長江大橋主航道橋迎來首節(jié)鋼梁安裝的緊張時(shí)刻。
滬通長江大橋主航道橋的鋼桁梁由中鐵山橋集團(tuán)制造，采用整節(jié)段焊接的工法在如皋基地生產(chǎn)，制造工藝十分復(fù)雜，生產(chǎn)要求很高、難度極大。以后的文章中，超級(jí)建筑再就鋼桁梁的生產(chǎn)制造做專門介紹，本文主要聚焦鋼桁梁的安裝環(huán)節(jié)。精彩呈現(xiàn)，請(qǐng)往下看。
2018年5月11日上午，為滬通長江大橋主航道橋制造的首節(jié)段鋼梁（Z45節(jié)段）整節(jié)裝運(yùn)抵達(dá)大橋28號(hào)墩下方。這是一個(gè)藍(lán)色的鋼鐵巨無霸，長度14米、桁寬35米、桁高16米、重達(dá)907噸。這相當(dāng)于600輛家用小轎車的重量或者200多頭成年大象的重量。藍(lán)色鋼桁梁下方的綠色的浮運(yùn)船只名字叫做“金馬331”萬噸輪。
不過，這個(gè)重量對(duì)于承擔(dān)滬通長江大橋水上吊裝任務(wù)的“穩(wěn)強(qiáng)8號(hào)”非自航起重船來講，卻算是小菜一碟。“穩(wěn)強(qiáng)8號(hào)”起重船又稱大型浮吊，就是上圖右側(cè)帶著紅色長長的起重臂的船型巨物，它的最大起重能力是1800噸，起吊高度達(dá)110米，號(hào)稱“水上大力士”。
此次的吊裝任務(wù)是，把907噸的鋼梁吊裝到70多米的高度。盡管這難度很大，但“穩(wěn)強(qiáng)8號(hào)”卻感覺有些不過癮。因?yàn)?，它的能力還遠(yuǎn)非如此。
首節(jié)段鋼梁被“穩(wěn)強(qiáng)8號(hào)”的神鉤輕松地提到主塔下橫梁以上的高度，放置在腳手架頂部的墩旁托架的鋼梁滑道上。然后，建設(shè)者啟動(dòng)早已準(zhǔn)備好的采用千斤頂加鋼絞線牽引系統(tǒng)，連續(xù)拖拽將鋼梁縱向滑移至設(shè)計(jì)位置。
滬通長江大橋主航道橋首節(jié)鋼梁架設(shè)順利完成，標(biāo)志著世界首個(gè)全焊接節(jié)段箱桁組合結(jié)構(gòu)鋼梁吊裝取得成功。在高達(dá)330米的世界最高斜拉橋塔的對(duì)比下，首節(jié)段鋼梁看起來比較小巧，似乎沒有600輛小轎車那么震撼。好吧，我們爬到大橋下橫梁作業(yè)平臺(tái)上再看一下吧。
站在首節(jié)段鋼梁前面，橋梁建設(shè)者猶如一只只勤勞智慧又可愛的小螞蟻。大橋建好后，這個(gè)位置下層位為四線鐵路，上層是六車高速公路。條幅上的字定格了這一珍貴的歷史瞬間。
此后的兩周時(shí)間里，滬通長江大橋建設(shè)者又用浮吊先后安裝了28號(hào)墩下橫梁附近的另外4個(gè)節(jié)段的鋼梁。其中，5月28日，重達(dá)826.72噸的Z41節(jié)段鋼梁穩(wěn)穩(wěn)落在滬通長江大橋主航道橋28號(hào)墩主塔下橫梁既定位置，與已安裝的Z42節(jié)段實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接，標(biāo)志著28號(hào)墩墩頂5個(gè)節(jié)間的鋼桁梁全部架設(shè)完成！滬通長江大橋主航道鋼梁安裝又進(jìn)入了新階段。
三、讓鋼梁起飛
建設(shè)者與水上大力士“穩(wěn)強(qiáng)8號(hào)”一起，開始了一項(xiàng)新任務(wù)，他們要為滬通長江大橋北主塔插上一對(duì)飛翔的翅膀。7月18日，全球首臺(tái)1800噸架梁吊機(jī)成功吊裝至滬通長江大橋28號(hào)主墩墩頂預(yù)定位置。8月22日28號(hào)主墩第二臺(tái)1800噸架梁吊機(jī)安裝完畢。大橋施工轉(zhuǎn)入雙懸臂鋼梁架設(shè)的新階段。
全球首臺(tái)1800噸的橋梁吊機(jī)由我國自主研制，未來這兩個(gè)鋼鐵大力士就承擔(dān)起大橋主航道橋大節(jié)段鋼梁的架設(shè)重任。這一為滬通長江大橋量身定制的“架梁神器”，整機(jī)自重1033噸，額定起重量1800噸，最大起吊幅度22.15米，在全球也是首次制作和應(yīng)用。
滬通長江大橋1800噸架梁吊機(jī)由機(jī)架結(jié)構(gòu)、走行系統(tǒng)、頂升系統(tǒng)、卷揚(yáng)機(jī)、起升系統(tǒng)、吊點(diǎn)縱移系統(tǒng)、電氣液壓系統(tǒng)、走道欄桿組成。1800噸的橋梁吊機(jī)有多大？我們還是用人做個(gè)參照物來看一下吧。上圖是發(fā)運(yùn)時(shí)的照片，你能看到地面的工人么？
中鐵大橋局為滬通長江大橋主橋量身定制了4臺(tái)同樣型號(hào)的1800噸專用架梁吊機(jī)，將分別安裝于28、29號(hào)主墩。下圖為“穩(wěn)強(qiáng)8號(hào)”吊裝28號(hào)墩的一個(gè)橋梁吊機(jī)的瞬間。隨后，橋梁吊機(jī)被穩(wěn)穩(wěn)地安裝到墩頂鋼桁梁上。
橋梁架設(shè)的施工方案可以分為支架施工、懸臂施工和整體架設(shè)三類。滬通長江大橋主航道橋采用雙懸臂鋼梁架設(shè)技術(shù)。1800噸橋梁吊機(jī)安裝好后，大橋施工就逐步轉(zhuǎn)入到鋼梁懸拼的階段。
滬通長江大橋主橋鋼梁采用整體焊接的箱桁組合結(jié)構(gòu)，首次采用主橋鋼梁兩節(jié)間全焊接、橋位整體吊裝施工工藝，突破了單根桿件制作和安裝的傳統(tǒng)工藝，減少了吊裝次數(shù)，提高了施工工效，體現(xiàn)了世界鋼橋結(jié)構(gòu)發(fā)展的“工廠化、裝配化”發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)了鋼梁架設(shè)的技術(shù)突破，提升了建橋技術(shù)和水平。
9月14日，兩部“巨無霸”架梁機(jī)首次投入“實(shí)戰(zhàn)”，對(duì)Z40、Z46兩個(gè)單節(jié)段進(jìn)行對(duì)稱吊裝，其中Z40節(jié)段重842.3噸，Z46節(jié)段重842.9噸。南北兩側(cè)單節(jié)段鋼桁梁及吊具等構(gòu)件由運(yùn)梁船一起發(fā)運(yùn)停靠至架梁吊機(jī)正下方，通過調(diào)整位置， 待架梁吊機(jī)“C”型框架下降后安裝連接。兩側(cè)的空中“大吊車”將整節(jié)段鋼桁梁安全、精準(zhǔn)地同步起吊，并最終到達(dá)70余米高空的設(shè)計(jì)位置。
不過，事實(shí)上，這一次還屬于1800噸橋梁吊機(jī)安裝后的試吊。1800噸架梁吊機(jī)完成起升、變幅試驗(yàn)后，將鋼桁梁安裝就位，完成高栓及工地焊接施工，然后準(zhǔn)備1800噸架梁吊機(jī)向前走行14米試驗(yàn)。建設(shè)者根據(jù)試吊數(shù)據(jù)，對(duì)吊機(jī)參數(shù)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整后，將迎來主橋鋼桁梁的正式懸拼階段。
在鋼梁懸拼架設(shè)作業(yè)中，28號(hào)主墩兩側(cè)的兩臺(tái)國內(nèi)吊重最大的1800噸架梁吊機(jī)同時(shí)大顯神威，進(jìn)行對(duì)稱懸臂吊裝節(jié)段鋼梁。上圖為鋼梁試吊對(duì)稱懸臂拼裝順利完成。大橋吊機(jī)正式開啟“南征北戰(zhàn)”的新征程。
2018年10月9日，大橋主航道橋大節(jié)段鋼桁梁雙懸臂架設(shè)正式開始。19點(diǎn)30分，28號(hào)主墩南北兩側(cè)的1800噸架梁吊機(jī)順利將兩節(jié)重約1620噸的大節(jié)段鋼桁梁安全、準(zhǔn)確地同步起吊至70余米高空設(shè)計(jì)位置，與已架設(shè)的墩頂7個(gè)單節(jié)段鋼梁完成精準(zhǔn)對(duì)接。
細(xì)心的朋友一定注意到了，這一次正式架設(shè)的鋼桁梁與試吊的并不一樣。試吊的鋼梁長14米，重840噸。而正式吊裝的是標(biāo)準(zhǔn)雙節(jié)段（大節(jié)段）鋼梁，長28米，重1620噸。從上面照片中鋼梁的形狀和大小一看便知，其實(shí)是兩個(gè)焊接在一起的試吊鋼梁，不過其實(shí)這才是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段。吊裝的難度當(dāng)然也隨之翻倍。
1800噸架梁吊機(jī)自重達(dá)1033噸，起吊重約1620噸的大節(jié)段鋼桁梁后總重量超過2600多噸，這對(duì)架梁吊機(jī)和已架設(shè)好的鋼桁梁真是重大考驗(yàn)。不過，克服一切困難早已成為基建狂魔的行為習(xí)慣。
截止到今天，滬通長江大橋主航道橋的28號(hào)主塔已經(jīng)封頂，29號(hào)主塔正在加快建設(shè)，164個(gè)節(jié)段鋼梁已經(jīng)完成了11個(gè)節(jié)間架設(shè)。此后，將一邊架梁一邊同步掛設(shè)斜拉索，直至輔助跨、邊跨合龍，最后中跨合龍。屆時(shí)，擁有全球最高主塔的世界最大跨度公鐵兩用斜拉橋?qū)M空出世。
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