由二航局、一公局集团参与施工的江苏常泰长江大桥不仅是世界最大跨度斜拉桥，也是中交集团进军公铁两用桥市场的“明星产品”。常泰长江大桥建成后，将推进“锡常泰”城市组团，以“高速公路、普通公路、铁路”三种交通方式过江，在“锡常泰”城市组团建成高度分享的1小时通勤圈，为经济融合发展提供强有力的交通支撑，为江苏段八百里长江新添一道世界级的“风景线”。

6月，江苏常泰长江大桥转入主塔施工阶段。沉井作为施工控制的基础工程，起着关键性作用，常泰长江大桥底面沉井作为世界面积最大水中沉井，用钢量达到2.3万吨，超过3座埃菲尔铁塔的用钢量，总面积相当于13个篮球场，超过沪苏通长江大桥主塔沉井。如何破解世界最大水中沉井建设难题，中交建设者们将中交智慧融入其中，为大桥建设按下了快捷键。

大桥5号墩第三层承台混凝土浇筑

由二航局和一公局集团参与施工的常泰长江大桥是江苏省“十五射六纵十横”高速公路网中如常高速公路的关键工程，也是世界最大跨度公铁两用斜拉桥。它是世界上首座集高速公路、城际铁路、一级公路为一体的大桥，下游距江阴长江大桥约30.2公里，上游距泰州长江大桥约28.5公里，南北连接常州和泰州两市，路线全长10.09公里，主桥为双层公铁两用桥，公铁合建段主航道桥采用主跨1176米钢桁梁斜拉桥。作为中交集团打入公铁两用桥市场的“明星产品”，大桥建设中充分运用了智能化建造手段。

“智能化建造是‘智脑’代替‘人脑’的过程，从标准化、自动化，再到智能化，三步走实现智能建造的推广和应用，这是企业推动它的内生动力。”常泰长江大桥技术总负责人罗承斌说。公开数据显示，目前国内一线建筑工人平均年龄已接近50岁，比2007年增长了10多岁。随着人口红利逐步消失，中国建筑业人工成本逐步走高。罗承斌说：“我们必须由被动需求变为主动需求，在协作队伍老龄化提前到来，成本、安全风险倍增时，企业必须提前采取预防风险的手段。”

“智脑”替代“人脑”，当下，中交集团在全国各地的重大项目中都逐步将智能化建造提上日程。深中通道一体化造塔机、钢筋部品工艺深入推进；盐港东立交一体化架桥机工序集成；凤凰路黄河大桥无人顶推成为示范；襄阳东西轴线河床智能整平提供借鉴……

对于常泰长江大桥5号沉井智能化施工，罗承斌打了一个形象的比方，采取“智脑”，实际上就是用电路的“并联”替代基础的“串联”。沉井从一个工作面扩大到无数个工作面实施，而且能够实现同步施工、精确控制，对于水中沉井的工艺工法是一种关键技术补充，而智能监控系统、智能取土设备、智能节段梁预制系统作为智能建造的创新代表，充分体现了中交建设者的建设智慧。

智能取土颠覆

传统工艺

大桥主塔承台施工

吴启和是常泰长江大桥项目总工程师，曾经主持研究泰州大桥“沉井定位与着床”技术。如今，他要向这座世界跨径第一的公铁两用桥发起挑战。面对常泰长江大桥这个底面尺寸横桥向长95米，纵桥向宽57.8米，总高72米，相当于13个篮球场大的世界最大水中沉井，吴启和感到身上的担子很重。

“从水中沉井基础研发到投入使用，尽管技术不断革新，但是沉井着床的精确性这一难题始终无法得到解决。”他看向窗外，仿佛回到了十余年前的施工现场。传统的水中沉井下沉主要依靠气举取土下沉，即通过在沉井上方设置吸泥管，向水下打入高压气体的方式，把泥土从沉井下方江水中倒逼出来，其原理与医院注射的滴管类似，最终依靠沉井自身重量下沉。

“气举取土下沉为主，配合抓斗、铰刀等工具，十几年前的泰州长江大桥的施工方法如今仍然适用。”然而，如何控制沉井水中下沉的精度，却成为压在吴启和心口的“巨石”。

尽管前期进行过地质勘察，但井壁下方被水面覆盖的地层大家仍无法完全掌握。传统的水上沉井，工人需要操纵龙门吊，将吸泥管移动到相应的沉井隔仓进行吸泥作业，至于吸泥是否到位，则需要完全依靠工人自己判断。

“往往一个井口需要配置4个人，除了操作人员外，测量人员也要随时待命。”吴启和认为这样的手段依旧无法保证精度：“工人需要手持遥控器完成吸泥管下放、起升、移位等动作，并通过肉眼观察排出泥浆的浓度判断吸泥动作是否完成。”但由于井口覆盖面积大，测量人员往往只能测出离井壁较近的标高。

这样的做法往往导致四周的标高到位了，但中间部分却无法保证，而且长时间吸同一片区域，极易形成“漏斗状”的掌子面。如不慎在沉井井壁附近过度吸泥，还可能导致井内外土体压力失衡、泥土反涌至井内的情况发生。吴启和将目光投向提高“智能化、可视化、机械装配化”的水平上来，研发了一套集数据采集、监测、远程控制于一身的集成管理系统，成为搬开这块“巨石”的关键。

2019年8月，在二航局技术中心和武港院技术团队的大力支持下，智能建造方案开始逐步推进。那段时间，吴启和很少休息，很多方案的修改和完善都是在动车上完成的。一下车，他又要消化新方案，给业主和相关专家解释说明，争取到他们对智能建造方案的支持。

功夫不负有心人。2020年，一项名为《用于沉井下沉施工的自动化气举取土集中控制系统和方法》的专利通过了审核，标志着该专利正式在常泰长江大桥投入使用。

2020年6月6日，沉井第一次取土作业正式开始。不同于6号主墩沉井上的人头涌动。二航局负责的5号墩沉井上只有寥寥数人。现场监控指挥室内，吴启和紧盯着技术人员给沉井上部的15台门式起重机发出指令，设备沿着铺设的轨道缓缓移动，并将吸泥管吊至指定位置作业。

“龙门吊和吸泥管上加装了高精度传感器，通过集群系统来设定相关吸泥参数、吸泥管平面位置及高程信息。”吴启和脸上露出了自豪的微笑：“我们真正地用系统指令替代了人脑，沉井还专门安装了声呐探测系统，结合吸泥管的监测数据，将整个沉井姿态用3D立体的画面呈现在电脑上，方便技术人员进行判断。”

智能化气举取土系统更大的一个贡献是自动设定吸泥路径。“整个吸泥路线从井孔中心向外走一个‘回’字型路线，吸完一处监测一处，真正实现了吸泥过程的可控。”吴启和认为这是与十余年前最大的不同，“如果说以前吸泥点的选择是游击战，那么现在就是歼灭战，整个泥面平整得像刀削过一样。通过机械化、智能化增效，人力资源投入减少了60%，取土效率反而提高了50%。”在5号墩沉井第二次取土下沉期间，通过使用气举取土集群控制系统，保证了沉井在中密粉砂层日均下沉60厘米以上，最大单日下沉量接近1.2米，实现沉井高效下沉。

2020年11月27日，江苏省水运工程施工工艺创新大赛上，常泰长江大桥智能化取土下沉工艺从229份参赛作品中脱颖而出，得到现场多位院士点赞。他们认为对于水中沉井施工，这是一种跨时代的进步。

智能监控系统

决胜千里

大桥沉井封底混凝土浇筑

“限位即将接近1/100，沉井最低处与最高处的高差接近70厘米，沉井偏移超过极限，塔吊已经严重歪斜。”常泰长江大桥工程部部长孙俊仍然记得第二次取土下沉过程中的惊险一幕。

但他回忆时却非常坦然：“我并不担心会出问题，沉井的监控系统时刻运转，一旦监控报警，沉井上的所有门机设备将会自动锁死。”

孙俊曾参与五峰山长江大桥的建设，那里有当时世界上最大的陆地沉井。当时沉井内部也有专用的监测系统，主要是针对内侧土体压力的监测。相比于五峰山长江大桥沉井内部使用的监测系统，孙俊认为常泰大桥的监测系统更加“聪明”，“五峰山大桥的监测系统能够反映土体压力，但是数值还需要人工计算，再转换成具体的偏位情况。常泰大桥的监测系统则是真正做到了数据的全流程处理。”

孙俊一边说着一边点开手机，一款监控APP映入眼帘，不仅显示着常泰长江大桥沉井实时状态，也清晰地显示着预警信息。“一旦沉井下沉超过预警值，监控平台会直接发送短信提醒我们调位，省去了人工分析、计算的过程，整个管理流程变得简单。”

为什么常泰长江大桥的监控系统能够如此“聪明”？大桥沉井智能监控系统开发负责人、二航局技术中心的李浩给出了答案：“我们的监控系统的智能辅助决策模块是需要经过大量数据训练的，从沪苏通大桥竖转、郑万铁路平转开始，我们监控的准确率不断提高，终于在常泰大桥实现了每小时自动计算，并给出合理的决策指令，真正实现了智能化监控。”

然而，想要让监测系统变得“聪明”起来谈何容易。整体监控系统的搭建从常泰长江大桥沉井制造阶段就已经开始。“船厂制造的沉井钢壳里埋入了无数的土体压力传感器，侧面植入了72套传感器，沉井底部也密布了238套。”李浩说。

由于钢壳是阶梯状，两层接高，土体和沉井内部结构的压力变化也是重点监测对象。“沉井底部刃脚像尖刀一般，在初沉的时候很容易进入土体，但要判断沉井是不是到位，还得观察中刃脚与隔墙连接部位的情况。因此我们在10组刃脚与隔墙连接部位也安装了振弦式应变计，用来观察底部结构的受力情况。”可以说，整个沉井本身就是被监控系统里三层、外三层地包裹起来的。

最难的是安装阶段。2019年的冬天来得格外早，李浩需要带领一批技术人员将传感器安装到准确的位置。沉井本身是在船厂加工，43米高的铁罐子，工人只能一次次徒手爬上爬下。他们只能用手攀附着冰冷的铁壁，通过紧握井壁内极细的角钢来实现缓步下挪，在最底部的传感器安装完毕后，还需要再一次向上引线穿管，灌注好密封胶把来时的路再走一遍。

终于，团队赶在沉井出坞前完成了安装工作。“所有传感器‘存活率’及数据有效性均达100%。”李浩团队每个人都练就了一身“攀岩”的好本领，他说：“当‘蜘蛛侠’很累，但我们很快乐。”

智能化监控系统起到了良好的效果，最终下沉数据显示，沉井的平面偏位在10厘米正负3厘米以内，垂直度达到1/2000，远优于设计及现行规范要求。沉井着床离设计偏差仅一个网球大小，得到了业主和其它标段负责人的高度肯定。

智能节段梁预制

开启新征程

镇江梁场

2021年3月11日，经过两次水上接高、三次井壁混凝土浇筑、四次取土下沉。5号墩沉井在长江水下入土下沉总深度50.5米，以平均每天下沉45厘米的速度，创粉质黏土层大型沉井下沉最快纪录。

“你们年轻人捣鼓的东西，我搞不懂。”4月底，在一公局集团镇江制梁厂内，技术员梁金龙初次接触智慧平台系统，感到有些困难。

初中毕业就进入施工行业的梁金龙已经工作了近30年，在预制梁的制造上，他拥有丰富的操作经验，然而，眼前的智慧梁厂操作系统却让他犯了难。

镇江制梁厂是一公局集团常泰大桥项目部的节段梁预制厂，主要负责大桥南引线节段梁的预制。大规模且多类型的节段梁生产，本身就存在因数据庞大导致交叉校验困难、因标准化程度低导致施工困难、因设备维护繁重导致安全监管困难的“三难”问题。

“我们的节段梁预制是一个比较复杂的工程，公路梁、铁路梁和高速公路梁都要同时生产，总数超过3000榀，不光箱梁种类多、预制难度也大、精度要求还高。”在技术策划会上，镇江梁场厂负责人梁伟详细介绍了节段梁预制面临的困难。同时，不同类型的节段梁生产标准统一难、质量追责难、原材料溯源难等也是梁场预制面临的问题。

为了达到常泰长江大桥工程品质的极高要求，通过建设智能化平台来简化施工工序、降低管理难度的提议引起了项目总工吕牧的重视。一场追赶技术前沿的攻关战就此开始。项目团队夜以继日地开发研究，反复核验数据，终于打通了数据间接口不统一、数据量大的技术壁垒，实现了分散设备间的数据互联互通。

通过智慧平台，梁场实现了节段梁生产的订单化管理，也就是将节段梁的预制计划录入、下单、配送、生产形成了完整闭环的流水线。

不仅如此，在新的智慧平台上，操作员还可随时监控台座工作状态和节段梁的生产进度，根据设定的施工计划指导进度的安排。同时，梁厂生产的每一榀梁的原材品牌批次、试验质检记录、操作人员和机械信息都记录在案，确保每一榀粱的质量都可溯源，大大保证了节段梁质量，实现了预制梁全生命周期的跟踪。

“我们现在干活轻松多了，手指在手机上轻轻一点，台座有没有工作、节段梁的进度都能看得清清楚楚，再也不用一直在厂里盯着了。”梁金龙兴奋地说。谁能想到，曾经对新平台叫苦不迭的梁金龙，如今操纵起来已经得心应手了。不仅如此，项目部还应用物联网设备采集数据，使每榀梁的仓储位置、每个存梁台座的占用或闲置状态也通过平台系统显示，大大缩短了存梁、找梁和提梁的时间。

如今，常泰长江大桥借助BIM、GIS、物联网、云计算等数字化技术，推动大跨度桥梁智能建造技术在施工现场的实践及运用，这场PK中，“智脑”已经逐步取代“人脑”，成为决策的重要手段，而中国桥梁制造业也正在经历一场“智造”风暴。

从深中通道伶仃洋大桥、福厦铁路泉州湾跨海大桥再到常泰长江大桥，中交集团已经驶入大智造时代发展的快车道，智能建造在企业内逐渐从“我能”变为“我要”！