虎门二桥：伶仃洋上的又一条“猛龙”过江

文/本刊记者 陈楠枰

横跨珠江的虎门二桥同步建成了两座超千米世界级特大悬索桥，仅索塔就高达90 米。把大桥修得牢靠点，甚至漂亮点，是每个虎门二桥建设者稳抓细枝末节，不计得失，与实体结构、现场施工较劲的始终信念。

大沙水道桥钢箱梁吊装

跨越珠江的入海口，伶仃洋面上碧波滚滚，水天一色，建设中的虎门二桥若一条蛟龙，蜿蜒盘旋于蔚蓝江面。广东经济总量的发展催生出整合地方资源、消除水域阻隔的交通需求，大湾区城市群的“血脉”亟待更加通畅，这里的每一项工作都以小时为单位计算，来自全国各地的工程师们用智慧和汗水浇筑着这座瞩目的大桥，想尽一切办法，用高标准、精细化的要求自我鞭策，只为了确保虎门二桥的尽早通车。

最大规模的“积木”拼装最强拉力的主缆研制

无论是千米级的跨越，还是毫米级的精进，“破”与“立”之间是桥梁创新发展的跨越，同时，也是国家科技水平和施工能力的提升，是中国制造的质与量的精进。

当最后一片面积约与8块羽毛球比赛场地相当，重量几乎与一架波音747 飞机比肩的节段箱梁被顺利吊装至60 米高空，距离其他已吊装梁段10 厘米左右空隙处，安装永久吊索并与已吊梁段临时连接，再将已预偏的主塔端部梁段T2 退回复位后，虎门二桥坭洲水道桥终于正式完成了合龙。

在虎门二桥项目副总经理李彦兵看来，以上“短线匹配法”装配化施工的整个过程就像“在工厂拼积木”，虎门二桥副总工程师鲜荣亦形象地将此称之为“拼乐高”。严谨些来说，这项工程需要工人们将整孔节段箱梁设计成若干个标准节段，在预制工厂的预制台座上，利用循环使用的模板系统逐榀匹配、流水预制，再利用船舶或车辆等运输工具将节段箱梁运至安装桥位，由架桥机、桥面吊机进行箱梁拼装，最终将节段箱梁现场连接成桥。

虎门二桥的建设者们在早期大桥设计论证阶段就已经意识到，利用传统现浇工艺进行节段箱梁施工，不仅难以克服功效低、安全风险高的难题，混凝土质量无法保证之余，还可能对珠江航道通行造成极大影响。

多股成品索预应力锚固系统

“相比较而言，在装配化工艺中采用‘短线匹配法’进行节段箱梁上下部构造同时施工，变高空和水上施工为陆地工厂化、精细化施工，辅以先进的高精度测量技术、BIM 和云计算技术，运用物联网技术进行生产管理，节段箱梁高空拼接缝误差将可控制在3 毫米以内，制造误差2 毫米以内。”虎门二桥项目总经理崖岗告诉记者。

据介绍，为适应虎门二桥双向八车道的运营需求，共计3533 榀单箱双室宽幅节段梁里，光是节段箱梁宽幅节段梁就分为50 多种梁型，包含了39 米至62.5 米共八种跨径，其中最大的梁段重量几乎相当于120 辆小轿车，“5 条生产线平均每天生产7榀梁，所有的生产都要标准化、精细化，才能保证3 年内完成所有工作，从加工制造到拼装成型都不容易。”

期间，建设者们积极克服了梁高梁长变化多、腹板斜度大、梁型变化多、模版变化快且更换频繁等困难，采用五台大型架桥机同步交叉施工作业，最终顺利完成了安装任务。

作为悬索桥生命线的主缆钢丝强度选择，是困扰虎门二桥建设者的又一个难题。悬索桥跨度的不断增大，决定了大桥主缆钢丝用量和施工难度的增加。根据测算，主缆钢丝强度每提高10%，缆索截面积则有望下降10%以上。“2014 年，我们将眼光盯在了抗扭转能力和抗拉强度更好的1960 兆帕钢丝制造与应用上。”鲜荣说。

然而，彼时国产钢丝的强度最高仅能达到1770兆帕，且技术发展停滞近十年时间。从1770 兆帕到1960 兆帕，需要跨越的却远不止两个数字间的190 兆帕，而是包含盘条开发、钢丝研究、索股技术等多方面障碍的技术鸿沟。国内无先例可循的状况下，虎门二桥和国内数个厂家一起，多方调研，无数次的尝试与实验，众多方案抽丝剥茧，技术的壁垒被一步步攻克。直到研发的钢丝强度从1770 兆帕跳过1860 兆帕，一跃上升至1960 兆帕，打破日本等国对1960 兆帕钢丝生产技术的垄断，达到目前世界范围内最高强度，并使得坭洲水道桥的钢丝用量骤减10%。

“据测算，坭洲水道桥采用1960 兆帕镀锌钢丝主缆索股后，504 根索股通过紧缆机紧成两条主缆，总重约30120 吨，相比1770 兆帕镀锌钢丝主缆，减重近3800 吨，同时相应的锚固构造也有所降低，极大的减小了材料用量。”鲜荣告诉记者。

“二十年前虎门大桥的钢丝绳偏重偏硬，穿索过程很辛苦；虎门二桥采用的钢丝细软轻巧，而且还是工厂里定制出来的，我们工人操作轻松多了。”当虎门二桥坭洲水道桥东锚碇的第一根基准索被徐徐引入东锚回转轮，索股顺利“穿针”引入拽拉器，一旁操作作业的老工人也禁不住竖起了大拇指。

“碧水蓝天”锻造生态桥梁 于细节处见真章

11 月7 日，广东的冬季迟迟没有到来，平均气温20 摄氏度左右的江面上，阳光漫步过水面，吹起丝丝涟漪，不远处的海鸥岛青翠静谧，海山葱茏气佳哉。和煦暖阳下，已完成猫道拆除的虎门二桥两座主桥“掐准”明媚的好时光，开始了钢桥面的铺装作业。

鲜荣告诉记者，正在进行中的虎门二桥钢桥面光铺装面积就达13 万平方米，是世界上单体热拌环氧沥青铺装面积最大的工程。实际上，双层热拌环氧沥青铺装工艺及技术要求严苛，不仅造价高昂，对施工环境及气候要求亦非常高，包括“四大结构层、六道工序”， 整个施工过程必须严丝合缝，不容有失，仅以单层累积作业面积高达78 万平方米计算，近乎于110 个足球场的大小，一旦重来，损失不容小觑。

“施工面积大、质量要求高、高温稳定性不可控等多个难点，都是虎门二桥在建设中会遇到的难题。但其中，钢箱梁桥面沥青混凝土铺装的高温稳定性更是桥梁施工的一道世界级难题。”据崖岗介绍，热拌环氧沥青铺装体系模量高、钢度大、柔韧性好，满足了钢桥面铺装系统的严苛要求，能够有效保证桥面铺装使用性能和耐久性，提高行驶的安全性和舒适性。

工程之中无小事。虎门二桥项目位于珠三角核心区，经济、社会相对发达，区域和谐发展要求高，“芭蕉河汊鱼虾，小桥流水人家”，跨越生态旅游海鸥岛，生态环境保护要求同样很高。作为现场管理者，鲜荣除了要确保安全、质量、进度，更要管控现场的文明形象、注重参建者的人文关怀、保护作业区的生态环境，锻造生态桥梁，还需从细节处见真章。

虎门二桥最高的主塔260 米，是国内最高悬索桥桥塔。最大锚碇地连墙基础外径达90 米，规模世界第一。规模庞大，且离珠江大堤较近，主塔的桩基础和锚碇地连墙基础施工给建设者带来了极大的考验。

鲜荣记得，两座主桥的四个巨型锚碇基坑开挖时，“单个面积达到15 个篮球场大，深度达到30 米，四周都是鱼塘、河涌，在将基坑内巨量的淤泥开挖并置换为混凝土的过程中，保证水体零污染并不容易。”为了避免钻渣和泥浆污染江海和鱼塘，建设者们进行了积极的努力、多番的研究，选择了在水上桩基和地连墙钻孔泥浆均配备专用处理器实现循环利用，钻渣收集外运集中处理，场地排水沟严密而通畅，甚至在江欧沥的养殖水域中还设置了防污围幔。最终，在单作业面下成功将虎门二桥成品索更换时间由6、7 年缩短至1 年，更通过精细施工组织、规范现场作业、专业铣槽泥浆循环、顺畅便道排水、安全开挖物处治等综合措施，最终实现了鱼苗的无死亡现象，成功将锚碇与环境融为一体。

此外，将每束总长2170 米，重达47 吨的缆索，从大桥的这一头，“护送”到另一头亦绝非易事。在保持缆索温度稳定的情况下进行线性定位，这道工序往往要在夜间至凌晨进行，夜里10 点后的环境气候对缆索的影响趋于稳定，现场风速不超过5级风，才能确保准确的线性定位，并最终保证桥梁后期使用过程中的安全性。

“虎门二桥处于珠江大沙水道，前往香港的高速客船和出海货船频繁穿梭。如果采用传统的船舶拽拉先导索过江的方式，需要对大沙水道封航4 至5 个小时，往返广州莲花山港至香港的高速客船和出海的货船都需要停运，对本已繁忙的航运带来不便。”虎门二桥最终采用了无人机牵引先导索过江的办法，既安全高效、成本低廉，更操控简便，落点精准且无需封航。

路面铺装盛况

合龙贯通后全景

直径3 毫米的先导索飞跃过1200 米宽的珠江水道后，经过4 次置换牵引，22 毫米直径的钢绳被固定至虎门二桥东西两岸索塔。随后，大桥所需的每束缆索则都需从岸边启程，靠动力牵引，沿着“猫道”上的滑轮缓缓向前滑行，此时工人需要尾随缆索一同前进，每束缆索中被染红的定位钢丝将帮助工人们观察缆索是否发生扭转，一旦发现有扭转的情况，就要即刻停止，重新定位后再滑行。

“‘猫道’其实并不平坦，从地面走到主塔191米的高度，往往一直在上坡和下坡中交替前行，最陡的地方超过了45 度，一趟下来起码花费十几分钟的时间，一天至少三到四个来回。”负责跟踪缆索的李先生表示，直到一束束缆索顺利滑行抵达对岸，工人们还要通过设备将其整形入鞍，至此工作才能算圆满结束了。

实践现代工程管理精细化运营稳步提升大桥质量

在现代工程管理实践中，虎门二桥继承发扬了全寿命周期理念、优化管理流程、推行先进工艺、推动技术创新，以理念创新实现科学高效，管理创新提升工作效能，工艺创新彰显精细管理，技术创新提高工程水准，以引领中国桥梁建设管理水平为己任，创新建设理念、超前精心筹划、持续提升管理、坚持匠心建造，在追求高质量发展的道路上坚实迈进。

“上部结构施工是悬索桥风险最高、难度最大、转换最快、管控最严的分部工程，控制项目通车时间，决定大桥服役性能，标志建管综合水准。”据广东省公路建设有限公司总经理王康臣介绍，虎门二桥早在建设前，已通过超前统筹规划，构建了以业主为核心、一桥各方协同的工作机制。同时，归纳总结国内外经验教训，结合虎门二桥项目实际，联合编制了《虎门二桥项目悬索桥上部结构施工主动管控办法》，实行程序化、表格化、清单化、兜底式主动管控。最终保证了两座主桥在进度、质量、安全方面的有效受控。

在工程线位、车道数、桥型桥跨等关键决策上，虎门二桥不仅考虑工程建设自身全寿命周期成本，还注重社会、经济、自然的可持续发展，追求各方需求的最大公约数。并在大桥施工建设过程中适时动态调整管理重心、积极探索管理模式，将“智能制造、绿色公路”等理念纳入项目管理。

安全生产是发展之基、民生之本，责任重于泰山。建设者在学习吸取现代桥梁工程建设管理经验的基础上，结合工程项目特点，在建设过程中不断探索，采用了施工方案管理“四步法”，确保方案制定科学合理、先进可靠、经济适用，且能将方案内容落到实处用于指导施工，从而杜绝无方案施工、不按方案施工或施工方案无指导意义等程序问题而导致工程安全质量事故频发。

2017 年，虎门二桥在特大型桥梁工程BIM+应用模式、标准、平台等方面形成了基于BIM 的项目管理体系，其建设期成果获得该年度中国公路学会科学技术一等奖。

设计方面，通过三维精细化设计、碰撞检查及3D 展示，发现问题100 余项；针对不同设计阶段的模型，自动分析工程量，提高清单的准确性。施工方面，通过4D施工模拟提前发现永久构件、临时构件、机械设备之间的组织冲突，规避安全风险，提升沟通效率，增强设计交底、施工交底的效果。管理方面，将各个独立的信息系统数据整合到BIM 平台上，提高数据使用效率。

秉承“打造建养一体化全寿命周期管理平台”理念，虎门二桥将建设实施阶段的BIM 模型及与模型挂接的大数据信息，按桥梁结构养护需求归纳划分，传递给BIM+运维平台。“顺畅过渡构件建设期大数据，简化运营管理信息交互入口，构件质量可溯源、病害可定位、问题可跟踪的数字化、智慧化管养平台之余，BIM+运维平台的开发还有助于形成基于建养大数据的桥梁状态动态评价体系，并结合健康监测预警信息，打造信息化、智能化的应急安全管理系统。”王康臣表示。

除此之外，BIM+智能架索平台APP 还为今后无人或少人值守的全自动智能化索股牵引打下了良好基础，不仅实现牵引系统工作状态监控、索股架设速度分段管控、索股架设进度及过程同步检查等功能，还使得索股架设可视、可控、可分析。