双层飞虹通江海，创新智造创未来！揭秘常泰长江大桥背后的故事

　　长虹卧波，飞越天堑。江苏又一座长江大桥即将通车运营，它就是地处泰州大桥和江阴大桥之间，连接起常州与泰州两市的常泰长江大桥。常泰长江大桥是《长江经济带综合立体交通走廊规划（2014—2020年）》和《长江干线过江通道布局规划（2020—2035年）》的重要项目，对服务长江经济带建设、长三角一体化发展等国家战略具有重大意义。

　　日前，江苏省交通工程建设局常泰长江大桥建设指挥部现场指挥长李镇接受采访，讲述了大桥建设背后的创新故事。

　　主持人：

　　常泰长江大桥建设过程中，建设者们不断攻克难题，奋勇创新，许多重大建设节点的突破都在吸引着社会的关注。目前，大桥已经建成并通过交工验收，即将通车运营。在这个时刻，社会公众都很想了解大桥的基本情况。

　　李镇：

　　常泰长江大桥是公铁合建双层复合型过江通道，公路部分是如常高速公路（S30）的过江段，上层为双向六车道，向北经泰兴东枢纽连接沪陕高速公路（G40），向南经常州高新区枢纽连接江宜高速公路（S39）；下层为双向四车道，北接泰州泰兴市六圩港大道，南接常州新北区港区大道。常泰长江大桥跨江段全长10.03公里，其中公铁合建段长5.3公里；南北高速公路接线全长31.972公里，其中泰州段长22.382公里，常州段长9.59公里。大桥主航道桥是主跨1208米的斜拉桥，南北两侧各设有一座主跨388米的专用通航孔钢桁梁拱桥，录安洲非通航孔桥采用3*124米连续钢桁梁桥，两岸合建段引桥均为预应力混凝土梁桥。大桥于2019年10月全面开工建设，2025年8月建成。

　　主持人：

　　您刚刚提到，大桥主航道桥是主跨1208米的斜拉桥。建造这样大跨度的斜拉桥非常不容易，请您再具体介绍一下这项世界级工程都有哪些 “首创”呢？

　　李镇：

　　常泰长江大桥主航道桥是目前世界最大跨度斜拉桥，是名副其实的世界级工程，大桥建成实现了减冲刷减自重台阶型沉井基础、“钢—混”混合结构空间钻石型桥塔、钢箱—核芯混凝土组合索塔锚固结构、温度自适应塔梁纵向约束体系四项首创设计。

　　这“四项首创”中，“钢—混”混合结构空间钻石型桥塔，不仅可以有效提高桥梁结构刚度，降低单个塔柱结构尺寸，最大程度上避免大体积混凝土开裂的问题，而且实现了景观与结构的统一，空间钻石造型桥塔成了长江上一道亮丽的风景。在新材料方面，我们还首次将受温度变化影响小的碳纤维筋材制作成质量轻、强度高、超长度的复合材料拉索，不仅实现了新材料在桥梁工程上的应用突破，而且有效解决了超大跨径结构体系难题，通过改变水平荷载传力途径，减少塔底弯矩，从而达到降低基础规模和减少桥梁伸缩量的目的。

　　主持人：

　　“四项首创”要一项一项突破和实现都非常不容易。常泰长江大桥的建设确实是一项世界级工程，那在建设过程中，你们遇到的最大困难是什么？

　　李镇：

　　常泰长江大桥建设规模巨大，设计理念先进，材料、结构、体系创新复杂，建设标准要求高，施工难度极大。其中，在四项首创设计中，台阶型沉井基础、空间钻石型桥塔、 组合索塔锚固结构这三项创新均体现在350米高的主塔施工中。此外，大桥连续钢桁梁长度达到4266米。上下层钢桥面铺装总面积超25万平方米，相当于33个标准足球场。这些都给施工带来了巨大挑战。

　　我们针对不同的行车区域，采用了8种铺装结构和铺装体系。其中，上层桥面采用热拌环氧沥青铺装体系，以提升路面耐久性和行车舒适度；下层桥面采用冷拌高韧树脂铺装体系，以适应无日照施工环境和公铁同层减少振动的影响。大桥还全面采用了国产高温拌合型环氧树脂、两阶段固化型环氧树脂和高韧冷拌树脂，有效推动了国内相关企业在铺装材料关键核心技术研发方面达到国际领先水平，打破了我国钢桥面铺装用环氧树脂依赖进口的局面，实现了国产材料在千米级超大跨径桥梁钢桥面铺装中的大面积应用。

　　主持人：

　　您刚刚提到，常泰长江大桥是公铁合建双层复合型过江通道，也是最大规模多功能荷载非对称布置桥梁。这样的独特设计目的何在呢？

　　李镇：

　　这主要是为了节约资源、保护环境，如果按照正常的“对称结构”，即中间铁路、两侧公路去造这座桥，在结构上是对称的，设计、施工起来最简单。但在与城市路网对接的过程中，将会出现660多亩的“夹心地”，这对于常州、泰州“寸土寸金”的土地资源来说是一种极大的浪费。为了节约投资，节省土地，同时让接线方案更加顺畅，所以采用非对称分侧布置方案。

　　主持人：

　　大桥两边荷载差异非常大，设计和建设者们是如何破解平衡难题，确保桥梁稳固安全的呢？

　　李镇：

　　根据计算，大桥一侧是荷载总重29280吨的铁路，另一侧是9760吨的公路，有三倍重量差。就像两个人抬东西，如果一头重量大、一头重量轻，就会发生一头高一头低的情况。使用“非对称”的设计就必须解决由此产生的力学失衡问题。在此之前，世界上还没有在跨径超过千米的大桥上做过这样的尝试。面对这种世界级的“失衡挑战”，设计团队给出了自己的解决办法。他们利用无应力状态法理论破解了该难题，通过加大铁路侧的索力，把铁路侧的超重部分拎起来，使其与公路侧重量保持一致；利用线形控制方程计算出每一个桥梁构件制造外形，成功克服了左右拉力不平衡导致的桥梁横向变形问题。这种设计不仅节省了大量建设成本，同时也实现了桥梁高精度建造，最终整个常泰长江大桥构件的工厂制造、现场定位、连接等都达到了非常高的精度标准。

　　主持人：

　　您刚刚提到，大桥的荷载非常大，而且两边差异非常大。这对大桥桥塔是否稳固提出了非常高的设计、建造要求。大桥建设者们是如何应对这项挑战的呢？

　　李镇：

　　大桥沉井是桥塔的基础。如果说“非对称设计”是一次“看得见的艰辛”，那大桥沉井施工就是一场“看不见的挑战”。斜拉桥承受的重量，除了来自通行的汽车或者火车，主要还是来自自身的荷载重量。常泰长江大桥的荷载达53万吨，由两座主塔和斜拉索共同支撑。如果把常泰长江大桥比作人的身体，两座主塔就是人的两条腿，决定两条腿是否稳健有力的关键，就在主塔下半身的水下沉井。大桥设计初期，通过计算，沉井需要下沉到负65米多，才能站稳脚跟。但脚扎得越深，施工风险就越大。

　　大桥首创减冲刷减自重台阶型沉井基础，成功地给沉井做了“减肥和减高手术”。即使“减肥减高”后，大桥沉井依然是有着相当于24层楼高、13个篮球场大小的“巨无霸”。要把这个世界级“定海神针”精准下沉到指定位置，下沉过程极其凶险。

　　沉井下放过程中最怕的是突沉。为了能安全取土，避免突沉，取土环节中，施工采用层层剥取法，严格控制取土进度和平衡度。20世纪60年代，南京长江大桥建设时，受限于当时的技术和装备条件，很多水下工作都是由潜水员冒着生命危险去完成的。如今，常泰长江大桥的水下战场已经由智能机器人完全接管。在大桥沉井作业期间，建设团队首次使用了最新型智能机器人“天团”，包括可以在地形复杂的水底如履平地的履带式绞吸机器人，可以“无孔不入”钻到沉井边边角角去清理沙土的龙门式绞吸机器人。当年需要依赖潜水员才能完成的工程，现在通过远程操控就能顺利完成。

　　主持人：

　　有了沉井这样的“大脚”，大桥主塔才可以支撑起如此巨大的载荷。您刚刚也提到，常泰长江大桥是世界最高斜拉桥，桥塔高350米，相当于120层楼高，并且采用了首创的“钢—混”混合空间钻石型结构，这个结构又非常复杂。这样又高又复杂的主塔是如何拔地而起的呢？

　　李镇：

　　为了保证大桥的安全，对主塔的建造精度有着极为严格的要求，其中对于垂直度偏差的限定就极为苛刻。建设团队改变了以往主要在塔上靠人工绑扎钢筋的做法，利用现代化、智能化装备，先在工厂加工制作，把塔的钢筋在下面做成一块一块的形状，再使用大型吊机把它吊上去。

　　常泰长江大桥主塔共分上、中、下三个塔柱区段，中、下塔柱为混凝土结构，上塔柱为钢结构，在空间钻石型桥塔四塔肢的结合处分界。其中钢塔具有自重大、吊装高度高、受力均衡性控制难、定位精度要求高等特点，并且要开展水上高空作业施工，风险高，施工难度大。为解决这一难题，建设团队研制了世界首台超万吨米级智能塔吊，保证了吊装工作顺利进行，同时也为后续斜拉索张拉和主梁架设奠定了基础。

　　在建设过程中，为了实时监测主塔施工情况，对工程质量更精细化地管控，建设团队通过数字孪生平台可以看到施工的实时进展，还可以了解到温度、风速、现场人员、现场设备的运行情况，并且它根据算法可以提供下一步最优的解决方案，来控制现场的精度。最终，大桥索塔的部分建设精度控制在了毫米级。

　　主持人：

　　您刚刚提到常泰长江大桥的现代化施工理念体现在每个细节，常泰长江大桥是世界最大跨度斜拉桥，主跨达到1208米，大桥在合龙时的精度也达到了“毫米级”，这是怎么做到的呢？

　　李镇：

　　想要实现大桥的高质量“缝合”，就必须把合龙精度控制在毫米级别，需要练就“绣花”功夫。为了尽可能地保护长江的生态环境，也尽可能降低对长江黄金水道的船舶通航影响，常泰长江大桥主跨设计达到1208米。跨度大了，受温度、风场、临时荷载等因素影响严重，合龙时线形波动也会增大。对此，建设团队创新采用了基于串联相机组网的实时线形测量方法，每隔140米布置一组工业相机，通过机器视觉算法，开展多点同步测量，掌握线形实时动态，并在合龙口设置激光测距仪和倾角仪，布置各项监控传感器500余套。此外，针对性地开发了合龙施工智能监控平台，实时感知合龙口状态，为合龙调控采取相关措施提供依据。同时，建设团队利用主梁纵移调整合龙口间距，通过调整索力消除合龙口高差，配合桥面临时荷载移动等方法，使合龙口两侧钢桁梁高程、转角保持一致，最终实现合龙口的连接螺栓孔高精度对位，以“毫米级”精度顺利合龙。

　　主持人：

　　1208米这么大的跨度，在技术上也是一项非常大的跨越。我们想请教一下，作为目前世界上跨度最大的斜拉桥，常泰长江大桥是如何解决梁端位移过大这个关键问题的呢？

　　李镇：

　　当大桥主梁在承受风力、温度和车辆活载时，桥身就像一个巨大的“秋千”，会产生纵向变形，造成主梁移动。为优化大跨径桥梁结构受力，建设团队利用碳纤维复合材料几乎无热胀冷缩的特性，用其制成拉杆，绑住这个“秋千”，确保桥梁不因为自身和外界干扰而“晃动”。这就是前面提到的大桥四项世界首创之一的“温度自适应塔梁纵向约束体系”。为充分发挥该约束体系的作用，建设团队研发了抗拉强度达到2600兆帕的碳纤维复合材料，相关科研成果达到国际领先水平。常泰长江大桥单根水平拉索由127丝直径7毫米的碳纤维复合筋组成，单根水平拉索长559米，全桥28根水平拉索总重达130吨。该体系能够降低结构内力，减小结构尺寸，可将顺向桥面伸缩幅度由原来的1.2米降低到80厘米左右，不仅提高了行车舒适度，还一定程度上延长了桥梁使用寿命。

　　主持人：

　　2025年6月底，常泰长江大桥完成了荷载试验，并于8月顺利通过了交工验收，您觉得这座超级大桥会给公众带来哪些便利与实际意义呢？

　　李镇：

　　载荷试验堪称是大桥交付前的“终极大考”。目前，常泰长江大桥已经通过了“大考”，即将通车运营。当年为了验证南京长江大桥的安全性，动用了118辆坦克来完成载荷试验。而今，常泰长江大桥上演的是更震撼的“考试”——用110辆重型卡车以4400吨荷载验证大桥的“筋骨”是否强健。现在中国对于桥梁建设的理论认识已经比较清楚了，再加上新材料的突破，中国桥的名片将会越擦越亮！

　　常泰长江大桥的顺利建成将促进扬子江城市群协调发展、同城化发展、一体化发展，加强常州、泰州城市间紧密联系，同时对推动跨江城市群战略发展，促进锡常泰城市组团式发展等起到十分重要的作用，对服务长江经济带建设、长三角一体化等国家重大战略和高质量共建“一带一路”都具有重大意义。大桥通车后，常州和泰州之间的通行时间将由现在的1小时20分钟缩短为20分钟左右。