创新铸就辉煌——记荣获菲迪克工程项目奖的芜湖长江公路二桥

居吴天楚地间，枕襟宁带汉处，芜湖自古就是万里长江的战略要冲。2017年岁末，八百里皖江飞虹一道——芜湖长江公路二桥胜利通车，菲迪克工程项目奖名录上再添中国荣耀，又一天堑变为民族复兴之路上的一段通途。

身为安徽省“四纵八横”高速公路网“纵二”的重要组成部分，担当国家高速路网徐州至福州段跨江通道的关键工程，芜湖长江公路二桥自建设之初便备受瞩目。它是安徽省目前建设规模最大的长江公路大桥，采用高速公路标准建设，路线全长约55.5公里，设计速度100公里/小时；其中，跨江主引桥长约14公里，其中主桥长1622米，为主跨806米双塔四索面分离式全漂浮钢箱梁斜拉桥，索塔高262.48米，为皖江第一高塔。工程对于优化安徽省高速公路网与过江通道布局，促进长江两岸联动发展，贯彻落实国家长江经济带战略部署具有重要的意义。

芜湖长江公路二桥是大国技术创新的结晶，创造了斜拉桥建设史上的“多个第一”：它第一次在大跨度桥梁上运用同向回转拉索技术，成为世界斜拉桥建设史上的里程碑式项目；它拥有中国长江上第一座双分肢柱式塔，是第一座采用弧底钢箱梁的超大跨径斜拉桥；它第一次运用所有梁段对称悬拼工艺，最大悬臂长度达397米，创下了中国斜拉桥施工的新纪录；它的节段拼装箱梁的工业化建造程度及规模当时均为中国第一。

鉴于芜湖长江公路二桥取得的集咨询、设计、施工、科研和产品化为一体的杰出创新成就，推动了桥梁咨询设计体系和工业化建造的跨越式发展，因此，众望所归荣获了2021年度菲迪克工程奖。众多创新技术都灌注着敢于创新、善于创新的中国智慧，“创新”二字无疑是它每一项好评中的核心词眼。

耐久稳固：同向回转拉索体系创新

力，天地万物所蕴藏，将破坏力改造为凝聚力，让物理的作用力为工程师内心的定力所驾驭，离不开别出心裁的施工技术创新。

混凝土桥塔早期大面积开裂是长期困扰工程界的难题，这一“顽疾”不仅影响大桥的美观，更严重损耗着桥塔的寿命。一直以来，传统斜拉桥的拉索体系普遍采用“拉力铆固”方案，通常以齿块、钢锚箱、钢锚梁等直接锚固在主塔上，使用传统锚索技术的斜拉索会对塔壁形成巨大拉力，一旦控制不佳，极易引发裂缝，造成重大安全隐患。

对症下药思良方。为解决斜拉桥的桥塔易开裂的难题，大桥设计者首次采用了同向回转拉索新技术，这一工艺别出心裁，将拉索绕索塔回转形成抱箍，回转拉索配合鞍座有如一条条的围巾交错环绕在了大桥的主塔上，改变了索与塔的锚固方式，巧妙地将拉索的拉力转换为环形径向压力传递给索塔，充分发挥了混凝土材料的抗压性能，将塔柱混凝土压得更为坚实。这一创新拉索体系，从根本上规避了塔柱拉应力，有效抑制了裂缝的产生，从结构机理上解决了索塔锚固区由于受拉产生开裂的世界性技术难题，使索塔锚固区更加耐久可靠，为大跨径桥梁建设提供了新思路，被国际桥梁协会认定为世界桥梁建设最新的前沿技术。

灵巧轻便：节段拼装箱梁技术创新

鹧鸪旋扑，犹有擎天气力，大桥如何能像水浒人物燕青那般四两拨千斤，充分考验着建设者的脑力。

传统现浇箱梁施工采用支架或托架现浇施工，不仅工作量大、施工周期长，而且效率不高，对桥下船舶来往及周边区域交通影响较大，更会对周边自然生态环境产生破坏，且成桥后梁体易出现徐变上拱和预应力损失较大的情况。

针对上述问题，大桥设计单位经过严谨的计算论证，创造性地采用一种适用于工业化建造的全体外预应力轻型薄壁箱梁新型结构形式，以通用截面及标准模块拼接成大桥的坚实脊梁。这种新型结构使梁体摆脱了体内预应力对尺寸的影响，相较于同等宽度、同样类型的大桥，极大地减轻了桥梁的荷载，加之大桥桩基、承台、墩身等也会适当减小，使大桥整体样态十分轻盈。由于新结构简约便捷，预制1跨只需5～7天，大大加快了工程进度。同时，这种轻型薄壁结构更加节约材料，更加符合环保要求，箱梁用混凝土减少15%左右，总体节约造价12%，大幅提升了性价比。

新技术实现了真正意义上的工厂化生产、装配化施工，工程安全、质量、进度得到充分保障，工程品质显著提升。历时2年零9个月，芜湖长江公路二桥建设者以追求极致的工匠精神，悄然完成了全世界规模最大、国内首次应用的全体外预应力轻型薄壁大悬臂节段拼装箱梁工厂化生产任务，并总结出节段梁砼温控、制造控制、安装控制、高性能砼品质、钢筋加工、线形控制、预埋件定位、信息化管控的“8大精度”系列施工指南，提炼出752条技术指标，系统填补了国内多项技术的空白。大桥全体外预应力节段拼装轻型薄壁箱梁全长27.8公里，节段20034榀，混凝土约41.9万方，其工业化建造程度及建设规模当时系中国之最，是我国公路桥梁建设工业化建造的一个新的里程碑。

此外，设计者还提出一种带肋大挑臂节段梁断面形式，开发了可调整大悬臂性能的调节装置，并充分发挥分离式锚固横梁结构的优势。一系列独具匠心的方案，将标准化、工厂化制造水平和工程集约化程度提升到了一个空前的高度。

经济适用：新型斜拉桥结构创新

大江如练，长风常啸，于史籍中吹乱多少樯橹。面对江面疾风和极易飙升的建设成本，百炼钢化绕指柔的现代施工技艺即将大显身手。

斜拉桥作为一种柔性结构，在风荷载作用下易发生振动和变形，对结构安全影响很大。芜湖长江公路二桥位于水流湍急的长江航道芜湖港区，大桥及其接线是一个系统复杂的道路工程，建设条件及环境十分复杂。工程跨越江、河、漫滩、圩区，与航道、港区、大堤、厂区、城区、公路、铁路等外围设施都有交叉。

为满足桥梁抵抗2万吨船撞力的建设要求，解决斜拉桥抗风难题，排除现场复杂施工条件的不利影响，大桥设计者提出了柱式塔+分肢、四索面+斜置阻尼、叠置拉索三大新型斜拉桥结构体系。与传统斜拉桥相比，桥梁索塔锚索结构用钢减少70%左右，在同类桥梁中建造性价比极高。与此同时，因顶底板剪力减小，腹板压力缓解，梁高度以及横梁刚度可以得到更好的优化，梁体变薄且横梁减半，并控制了颤振和涡振现象，用材减少超过10%，获得良好的经济效益。

这套刚柔兼备的“组合拳”极大提升了大桥的抗扭刚度。作为一种典型的闭合空心截面，分肢型钢箱梁化整为零将箱体离散，通过增加箱体之间的距离，进一步提高抗扭转性能。分体钢箱断面具有十分优越的抗风性能，其弧形底板进一步优化了截面的气动性能，极大地减小了钢箱的横向受力，且适配能力强，可与柱式塔和四索面适配。桥体各部分的有机结合，共同竖起了我国创新斜拉桥建设工艺的靓丽标杆。

造型优美：分肢柱式塔结构创新

红日东升依旧，百万雄师号角声声回响。芜湖长江公路二桥桥位恰好位于渡江战役打响第一枪的地方，峥嵘岁月永当铭记。项目将柱式塔结构与人字形、船帆、桅杆等丰富的景观元素巧妙融合，体现“渡江”和“远航”大桥工程设计的美学主题，使力学与美学相得益彰，是新时代横跨长江的工程奇迹。

轻盈而不轻浮，简洁而不简陋，稳重而不沉重，与传统斜拉桥粗壮的承重主塔相比，芜湖长江公路二桥两座260多米高的主塔却显得格外纤巧、飘逸，远远望去犹如两面轻薄但不失坚韧的巨帆。超大体量、超级轻巧的桥梁景观背后离不开上述多项创新技术的支撑。通过精心设计的大桥，集创新、比例、力学三美于一体，讲求造型原创、布局协调、结构合理，并结合地域文脉，独树一帜，创新性地采用了分肢柱式塔与全漂浮独柱塔体系，整体受力性能好，透风抗震，视觉通透，融合船帆、桅杆、独柱形等意象元素，使得桥塔刚劲不失柔美，雄壮不失纤巧。

芜湖长江公路二桥整体受力性能好，视觉效果优美，索塔外侧连续变倒角，上塔柱接近菱形，不仅降低了截面风阻效应，更是适应了鞍座锚索设计，充分体现了斜拉桥的独特魅力。

成果卓越：打造科技创新示范工程

芜湖长江公路二桥跨越长江天堑，建设如此里程长、规模大、结构复杂的大桥，必须全力运用好国内外先进设计理念，以适应桥位处地形、水文、地质、通航等建设条件，从而打造出设计路线平纵线形流畅、指标合理、结构新颖的示范工程。

大桥建造过程中形成了基于信息化技术的节段梁桥工业化建造技术体系，BIM技术在本项目建造中的全面应用同样是工程的一大亮点。设计突破传统的平面设计方法，利用BIM可视化、直观的技术特点，形象地展示各个方案的设计意图和设计效果，方便各方沟通，提高了决策效率和质量。

芜湖长江公路二桥技术经鉴定整体达到国际领先水平，除菲迪克工程项目优秀奖外，还曾先后荣获全球BE创新奖(中国桥梁首次)、国际乔治·理查德森奖。其技术成果推广应用于五河淮河大桥主桥及引桥、孔城河大桥主桥、怀洪新河大桥、新汴河大桥、寿阳淮河大桥主桥等国内10余座桥梁；其工业化建造技术应用于济祁高速公路淮南至合肥段寿阳淮河大桥引桥、北沿江高速公路巢湖至无为段裕溪河大桥引桥、合枞高速公路、芜黄高速公路等多条高速公路。大桥运用的多项成果更是纳入了交通运输部重大科技创新成果库，并列入交通运输部科技成果推广目录，成为交通运输部科技示范工程。

工地即课堂，芜湖长江二桥是工程咨询产、学、研密切结合的范例。建设期间，国内外同行来工地参观、学习达百余次；项目诸多创新技术不仅填补了行业技术空白，更提升了行业国际学术影响，交通运输部《公路斜拉桥设计规范》、安徽省《斜拉桥斜置阻尼器设计指南》等多部国家、地方行业标准凝聚着这座大桥建设者智慧的结晶。项目建设过程中还培养了大量具有先进理念和实践经验的硕博人才，推动了斜拉桥的理论研究和技术进步，促进了行业基础理论、制造技术、施工技术、材料技术、管理技术的发展。

凭立桥头，瞰大江东去，闻鸠鸟翔集栖息于兹，这片古称“鸠兹”的水天泽国见证着中国基建日新月异的巨变。芜湖长江公路二桥设计以“安全、耐久、简约、美观”为理念，以创新为引领，用创新与发展的眼光聚焦工程的未来，与交通运输部实现品质工程的行动紧密契合，促进了交通基础设施建造技术升级，得到了行业的高度认可。芜湖长江公路二桥创新技术成果的推广运用，无愧为展示新时代、新徽匠、新徽道魅力与风采的绝美名片。