狮子洋通道进度条|世界最高双层悬索桥主塔的“钢铁铠甲”这样炼成
东莞+ 2026-09-09 10:48:48

站在东莞沙田镇的狮子洋畔抬头仰望,342米高的主塔直插云霄,相当于110层楼高。今年3月,狮子洋大桥东、西主塔同步封顶,成为珠江口第一高桥塔、世界最高双层悬索桥主塔;6月,主塔主索鞍完成吊装;8月,大桥东、西锚碇主体施工完成,世界最大悬索桥锚碇正式落成……

342米高的主塔,相当于110层楼高

这座连接广州南沙与东莞虎门、沙田的超级工程,正在从图纸走向现实。

作为粤港澳大湾区新的跨江通道,狮子洋通道全长约35公里,预计2029年建成通车。而狮子洋大桥作为全线控制性工程,主跨2180米“一跨过江”,上下双层16车道,不仅要承受超20万吨竖向荷载,还要在台风频发的珠江口站稳脚跟。主塔结构设计和建造质量,都至关重要。

建设者们给出的答案,是为主塔穿上了一件“钢铁铠甲”:钢板—混凝土组合结构。在世界范围内,这种结构第一次用于悬索桥主塔。

为什么需要“钢铁铠甲”?

狮子洋大桥采用上下双层16车道的立体布局,通行能力较传统单层大桥直接翻倍,为粤港澳大湾区交通增长预留了充足空间。但这意味着主塔需要承受2180米超大跨径带来的高达20万吨荷载,同时还要满足桥下10万吨级航道的通航需求。

狮子洋大桥效果图

面对如此严苛的要求,建设团队曾进行过综合比选。如果采用传统的钢筋混凝土结构,为满足20万吨荷载,塔身必须设计得十分粗壮,塔柱壁厚将达3米。这不仅导致钢筋配比高、单次混凝土浇筑量大,质量管控难度极大,耐久性也面临挑战。如果采用纯钢结构,用钢量将超过11.5万吨,造价与规模显著提升,海洋腐蚀环境下的防腐成本也十分高昂。

经过反复论证,建设者们决定另辟蹊径:制造一件钢板与混凝土组合的“钢铁铠甲”。

什么是“钢铁铠甲”?

这件“钢铁铠甲”的核心,是创新采用的钢板-混凝土组合结构。单个主塔由左右两幅塔肢组成,设6道横梁连接,单幅塔肢由62个节段层层叠起,精度需控制在毫米级。在世界范围内,这种结构第一次用于悬索桥主塔。

钢壳断面采用“四角切角+目字型”复合布局,有效提高了抗风稳定性。钢壳含内外两层钢板,之间通过布设钢筋、肋板、桁架等连接件紧密耦合,内部再填充高强混凝土,设置三个空腔,实现了主塔的轻量化和高承载。

钢壳断面采用“四角切角+目字型”复合布局

与传统结构相比,这件“钢铁铠甲”实现了“塔身更轻”与“筋骨更强”的双重突破:塔身自重减少50%,相当于给自己“瘦身”了一半;结构尺寸减少43%,不用那么粗壮,更苗条、更优雅;同时,钢板和混凝土高效协同受力,抗风、抗震性能更好。

“钢铁铠甲”的核心材料,是建设者为主塔量身定做的C80专用混凝土,具有高强度、高弹性、高稳健、低收缩等特性。它能扛住每平方米8000吨的极限压力,弹性模量高、变形小,质量稳定可靠,且在凝结期间体积收缩幅度小,抗裂性能和耐久性好。

大体积混凝土施工中,水化热积聚导致的内外温差是诱发裂缝的主要风险。为此,建设者引入桥梁行业首套风冷骨料系统,为混凝土原料“吹空调”,严格控制出机温度;运输过程中为罐车和料斗穿上“保冷外套”,控制入模温度。其后,通过精准温控、智能浇筑的一体化装备系统,确保浇筑质量。

怎么炼成“钢铁铠甲”?

传统施工方式需要在现场绑钢筋、支模板、浇筑混凝土,一层一层往上“长”,安全风险高、质量管控难。而“钢铁铠甲”的制造,是一场工业化、装配化的流水作业。

自动焊接机器人实现生产效率大幅提升

首先,在工厂里,钢壳节段通过智能建造生产线生产,板单元焊接自动化率达100%。预制完成的节段,通过船舶运输至桥位。随后,搭载了北斗定位系统、AI算法等技术的大型吊机,将单个钢壳吊到高空,像“拼乐高”一样进行拼接。塔吊机的“智慧大脑”内置519种碰撞风险算法,即使在复杂风场环境,也能实现毫米级对接。节段对接后,再应用智能浇筑机实现C80专用混凝土的精准浇筑。

连续匹配预拼装技术提前验证接口匹配性

这种“节段部品化施工+智能建造”的模式,将大量高空作业前置到地面完成,大大提升了施工安全、质量和效率,创下6天完成一个标准节段的行业纪录。

狮子洋大桥主塔穿上“钢铁铠甲”,稳稳矗立在狮子洋中。这不是一次简单的材料替换,而是一场从结构、材料到工艺的系统性创新。作为粤港澳大湾区又一超级工程,狮子洋通道正以一项项硬核科技,书写着中国桥梁建设的新篇章。

文字:记者 刘敏珍 图片:受访单位供图 编辑:李广