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简阳沱江特大桥设计图。

长江沿岸铁路集团四川公司供图

信息化调度中心内，工作人员在进行虚拟拼装。

朱柯宇摄

工人在桥面进行焊接作业。

张耀川摄

正在建设的简阳沱江特大桥。

人民日报记者 王永战摄

一条沱江，清水悠悠。桥面，锤声连连，焊花四落；桥下，钢柱林立，江水缓流。站在岸边高坡远望，一座巨“弓”初具雏形，安卧在桥墩之上。

这是成渝中线高铁建设现场，眼前的巨“弓”便是简阳沱江特大桥的雏形。成渝中线高铁是长江沿江高铁的重要组成部分，全线长292公里，建成后，将使成渝通行时间缩短至50分钟。简阳沱江特大桥是其中的关键控制性工程，主拱计算跨径320米，边拱计算跨径72米，是一座无推力组合拱桥。

无推力组合拱桥如何设计？建设中有何难点，如何突破？近日，本报记者进行了探访。

创新设计

基于泥岩、砂岩地质条件和通航需求，确定无推力组合拱桥设计方案

“弓”臂湛蓝，“弓”弦平顺。水面岸边，两座巨型桥墩供巨“弓”安卧。在简阳沱江特大桥建设现场，数十米高的桥面上，蓝色主拱缓缓向前延伸。工人手持焊枪，蓝光闪耀，焊花绽放。

“这座拱桥的主拱横跨320米,每幅拱肋由4根钢管构成，管内灌注混凝土。”走上大桥，负责桥梁设计的中铁二院高级工程师彭福兵娓娓道来，“主拱所有的水平力都由钢箱系梁承担，主拱对基础不产生水平推力，并且大桥由钢管混凝土主拱、钢箱—混凝土边拱、钢箱系梁等组合而成，所以叫无推力组合拱桥。”

为何选择无推力组合拱桥，又如何设计？彭福兵坦言，“方案设计大费周折。”

2020年，中铁二院的设计团队就开始围绕成渝中线如何跨越沱江展开研究。团队来到四川简阳石钟镇的沱江岸边观察——河岸宽阔，足足有300米，河中水流缓慢，河两岸低山丘陵遍布。

“经我们钻探勘察发现，沱江两岸地层以泥岩和砂岩为主，地基承载力较差。”彭福兵说，基于这样的地质条件，常规的有推力拱桥方案便不宜采用。

同时，沱江未来有通航需求，又对桥梁主跨提出要求。“所以设计还要考虑尽量减少桥墩，减少对通航的影响。”彭福兵说。

2021年8月，新建成渝中线铁路可行性研究报告批复，工程开工日渐临近，桥梁设计也变得十分紧迫。怎么办？设计室里，中铁二院十多人的设计团队整理地形资料和桥梁设计资料，展开头脑风暴。彼时，摆在团队面前有两个选择：尝试无推力组合拱桥设计或采取斜拉桥的设计方式。

若采用斜拉桥设计，开挖量大，施工周期长，成本较高，但设计经验相对丰富；采用无推力组合拱桥设计，开挖量少，施工周期短，成本较低，但设计经验不足。“综合权衡桥梁安全性、经济性和施工可行性后，我们最终确定无推力组合拱桥的设计方案。”彭福兵说。

桥梁设计紧锣密鼓地展开。设计团队反复分析受力结构，确定桥墩位置，明确拱桥主跨长度；同时，制出800多张设计图，从立面、断面等不同角度展示桥梁结构。最终，一套可靠详实的无推力组合拱桥设计方案逐渐成形。

数字建模

利用建筑信息模型，通过提前虚拟拼装和实时监测调整，精准提升巨型主拱

桥上，蓝色拱肋伸向天际。桥下，巨型支架密密麻麻。如何让每一节拱肋向上生长？工程师们花了不少心思。

来到沱江特大桥的堆场，眼前，每节拱肋长达12米，由4根直径1.1米的钢管构成。在拱肋钢管内，还将浇筑大量混凝土用以受力。未来，这些拱肋将被提升至大桥上，组成主拱。

“由于钢管众多，每一节拱肋在焊接时都会有焊缝，也可能存在尺寸误差。若等拱肋送到桥上再解决误差问题，就会大幅增加施工难度。”中铁大桥局成渝中线站前五标段总工马天亮说。

如何解决这一难题？施工团队尝试将建筑信息模型（BIM）和虚拟拼装技术结合，提高组合拱拼装和提升效率。

大屏幕上，虚拟的桥梁模型位于中央，两侧列着钢管拱提升参数、应力监测、钢管拱姿态等数据指标。

“模拟组合！”马天亮一声令下，工人点击按钮，一段拱肋进行虚拟拼装。

“总工，虚拟拼装结果显示，钢管拱姿态正常，符合提升前的精准拼接需求。”