狮子洋通道位于珠江三角洲核心地带，上游距南沙大桥约3.6km，下游距虎门大桥约7.3km，西侧对接广中江高速，东侧对接常虎高速，建成后将提供一条新的东西向过江大通道，对于缓解虎门大桥、南沙大桥交通压力、改善珠江南沙和东莞两岸交通流结构、完善广东省高速公路网、保障珠江两岸交通安全，均衡珠江两岸经济发展、促进珠江西岸经济崛起、落实粤港澳大湾区发展规划起到至关重要的作用。

狮子洋通道全长35km，其跨越珠江口的控制性工程--狮子洋大桥，为主跨2180m的双层钢桁梁悬索桥。桥塔为六横梁门式塔，塔高342m，采用钢板-混凝土组合结构，具有优良的抗弯、抗压刚度。桥塔标准节段高度为6.0m，节段最大吊重220t，截面尺寸由12.22m（横桥向）×7.69m（顺桥向）过渡至16.89m（横桥向）×12.09m（顺桥向）。钢壳由内外壁板、开孔的纵横向加劲肋以及水平桁架、竖向桁架、缀板等连接体系组成。外壳壁厚18mm，内壳壁厚10mm。钢壳内竖向钢筋直径32mm，依次穿过水平加劲肋的钢筋孔，水平钢筋直径25mm，依次穿过竖向加劲肋的钢筋孔，形成附筋钢壳。

钢壳壁体内部填充高强、高弹、高稳健、低收缩C80专用混凝土。C80专用混凝土水泥用量324kg/m3、胶凝材料总量达574kg/m3，绝热温升较高，为控制混凝土浇筑完成后的温峰，防止温度梯度荷载造成开裂，要求混凝土出机温度在21℃以内、入模温度在25℃以内。

针对组合桥塔钢壳吊装风险大、C80混凝土温控要求严、黏度大的特点，将信息化、智能化手段与工艺相结合，形成超高钢板混凝土组合桥塔智能建造成套技术。

基于北斗定位的辅助吊装系统

狮子洋大桥组合桥塔共包含124节钢壳节段，吊装重量在150t～220t之间，为提升吊装效率及精度、降低大节段吊装风险，研发了基于北斗定位的辅助吊装系统，保障钢壳节段及料斗吊装安全，提升吊装效率。在钢壳及料斗吊具上设置北斗系统（精度10mm），将北斗定位数据接入数字孪生系统，实时监测钢壳吊装路径，并通过分析钢壳空中位置与目标点偏差，与塔吊建立云端控制交互，实现实时监测、偏差分析、路径规划决策推送，提升吊装效率。

索塔钢壳吊装采用基于北斗定位的桥塔节段吊装智能控制系统，由多源定位模块、虚实映射模块、路径规划模块、风险预警模块、三维导航模块、指令生成模块、设备交互模块、云端分析模块组成。基于北斗定位的辅助吊装系统可实现对重物节段和吊具进行实时监测、分析和预警。利用卫星定位技术及姿态仪实现塔柱节段的姿态与位置实时捕捉并虚拟投影至屏幕上；同时，可根据现场施工设备与结构的形式，制定合理的重物安装起吊路径，实现偏离路径报警功能。

基于北斗定位的桥塔节段吊装智能控制系统覆盖了桥塔重物吊装全过程，通过定位数据处理实现钢塔节段安装的路径引导，使其顺利对接，降低施工人员，提高施工效率。在重物引导安装过程中通过三维实景导航的模式，将塔柱节段的空间形态及位置投影至屏幕上，设定吊装路径，指引操作人员安装指定的路径进行起吊重物，提升超高空重物起吊的安全性与效率，避免司机误操作导致的重物碰撞等问题。

通过北斗定位辅助吊装系统的应用：（1）系统实时三维可视化消除视野盲区，塔吊司机和指挥人员可多角度监控吊物位置与结构物关系，大幅降低碰撞风险。（2）粗定位时间控制在10分钟内，全过程耗时缩短至90分钟。（3）吊装精度达到10mm以内，远优于人工粗定位，保障钢壳节段安装无变形或翘曲。（4）吊装参数实现全数字化，通过数字孪生系统提升现场质量和安全管理效率，支持数据回溯与优化。

风冷骨料机在桥梁领域的首次应用

由于C80专用混凝土胶凝材料用量多，绝热温升达45℃，为控制混凝土温峰、降低混凝土温度开裂风险，要求入模温度低于25℃。常规大体积混凝土通过加冰及冷水拌制的方式可将入模温度控制在28℃以内，为进一步降低混凝土入模温度，引入风冷骨料机进行降温。

风冷骨料机主要由上料系统、储料仓、压缩机、冷风循环系统组成，空气经制冷系统冷却液化，随即经高效风机转换为高压冷空气(-5℃)，由通风管道输送到预冷仓，喷射至碎石料堆中，再利用回风机吸回至制冷机，形成循环回路。高压冷空气与碎石进行换热，最终可将碎石冷却至0℃。

配以智能温控系统精准控制混凝土搅拌温度，提升浇筑质量和稳定性，提高生产效率和资源利用率。智能温控系统包括骨料分类处理单元、砂石料温度监测分析单元、砂石料温度处理单元、输送分析单元、搅拌温度监测分析单元、搅拌温度处理单元和显示终端。

通过风冷骨料机对骨料降温，配备智能温控系统精准控制混凝土搅拌温度，搅拌过程中辅助加入35kg冰屑、100kg4℃冷水，在环境温度38℃条件下，C80专用混凝土出机温度可控制在21℃以内。

C80混凝土冷链运输系统

C80混凝土入模温度要求25℃以内，采用传统泵送工艺，混凝土运输过程中与泵管长时间摩擦，入模温度难以控制；且C80混凝土黏度较大（倒筒时间11s），泵送效率低。为降低混凝土由塔底至塔顶垂直运输过程中的温升，并保障混凝土浇筑速度，研发了组合式超大方量保冷料斗；大料斗由两个18方独立料斗通过可调吊具连接成整体，单次可装36m3混凝土，单塔节仅需吊装12次，减小了塔吊起落勾对浇筑时间的影响，提升浇筑效率；两个料斗卸料口的开合采用遥控器同步控制，保障两料斗卸料速度相同；料斗外侧覆盖保温层，将混凝土温升控制在1℃/h。在搅拌机出料口、大料斗、塔顶卸料处安装红外温度传感器，温度数据实时上传至索塔数字孪生系统，对C80混凝土出机、运输及入模全过程温度进行监测，实现对混凝土温度的精细化管控。

塔顶智能浇筑平台

料斗将混凝土提升至塔顶后，在塔顶布置智能浇筑系统进行混凝土浇筑。智能浇筑系统主要由中转斗、分料管、流量控制系统以及智能振捣装置等组成。

中转斗由9m3圆形封闭仓构成，料斗混凝土可快速卸入中转斗中，然后通过中转斗下方的分料管进入钢壳串桶内。分料管由标准泵管组成，管节之前通过法兰连接，可快速装配拆卸，方便清洗管节。为方便分料管角度调整，分料管与集料斗通过大管套小管+柔性橡胶填充的方式连接，该连接方式可允许分料管管口在平面、高程上进行调整。因此，分料管管节长度、分料口平面位置均可调节，能适应不同尺寸、不同形状的断面混凝土浇筑需求。

C80专用混凝土在浇筑过程中，需严格控制混凝土液面在钢壳内高差，为此在浇筑平台上布置混凝土流量自动控制系统：在分料管顶口设置混凝土流量液压控制阀门，该液压控制阀门能够与分料管底口的红外测距仪进行联动。其中，红外测距仪测量浇筑混凝土的液面，可实时监测混凝土液面上升，并通过数字孪生技术的应用实现三维图实时、直观展示混凝土浇筑液面上升情况。此外，智能浇筑系统还会根据混凝土液面高度测量数据计算出各个布料点混凝土体积差及液压阀的放料速率，自动触发液压阀分级控制开合大小，通过云端服务器传输控制阀执行指令，实现混凝土布料智能调控。

智能振捣系统

研发了可回转及变幅的智能振捣系统，智能振捣装置由回转机构、滑轮连接件、高频振捣器等组成。回转机构固定于浇筑平台支撑架上，高频振捣器通过滑轮与回转机构相连，因此振捣器可回转与变幅，覆盖范围广，可适应桥塔截面变化。高频振捣器具备自动提棒、落棒功能，相较于常规振捣器，大幅降低了劳动强度，且单台棒仅需1人操控，减少了高空作业面振捣人员，保障施工安全。

基于三级场景的索塔数字孪生系统

为实现索塔建造全流程数字化管控，搭建了基于三级场景的索塔数字孪生系统。

一级场景：项目总览

基于索塔施工场景内多源监测数据的接入，建立了索塔施工监控系统平台，对关键信息包括项目概况、环境信息、视频监控、进度计划、实时预警、结构状态、巡视检查等关键数据的智能可视化，辅助施工决策，便于项目管理。场景概况面板展示索塔的关键参数，气象预警及决策接入项目所在地的实时天气预警信息，三维详图面板滚动显示索塔的细部结构效果图，关键施工节点滚动显示索塔的关键施工计划，结构状态面板展示正在施工信息及场景总体安全状况及关键施工信息；预警信息汇总面板对索塔建造过程中产生的各项预警数据进行统计。

二级场景：塔柱线形

监测场景

塔柱总体线形监测页面可将左右肢塔柱8个面，按横桥向、顺桥向统计各施工节段各面的偏差线形，用实线、虚线以区别监控指令数据和项目部施工测量数据的区别。中间的索塔模型通过API接口与工序报验系统实时同步，实时显示节段的施工进度，节段模型可显示节段的基本信息、工序施工信、施工电子质检档案、质量安全隐患记录、计量信息以及施工过程中的风险源信息。节段基本信息面板记录所选节段的编号、高程范围、钢壳尺寸、钢壳重量、钢筋重量、吊装重量、混凝土强度等级、浇筑方量、工期天数、混凝土抗压强度、混凝土抗拉强度、混凝土弹性模量等关键信息；钢壳预拼装检查面板记录了所选节段的出厂检查包括横基线距离、轴线偏离、对接错边、对接间隙等指标的偏差值、允许值、检查意见及相应的检查文件等信息。监控指令偏差及调整面板，采用三维图片辅助，形象记录了该节段的偏差信息、支垫信息和平移调整信息。

三级场景：吊装及混凝土

浇筑关键工序场景

三级场景吊装工况接入塔吊的关键数据有塔吊视频监控、塔吊高度、实时力矩、实时重量、实时高度、实时倾角、实时转角、实时坐标、对准辅助雷达以及推荐操作指令及实时预警信息等，且通过三维BIM模型实时展示钢壳吊装姿态、理论位置等信息，保障吊装全过程安全。三级场景中的浇筑工况实时监测C80混凝土全链条温度曲线信息，系统已实现对“骨料温度→出机温度→料斗温度→入模温度→钢壳温度→环境温度”等温度参数进行全程实时监测及预警，确保混凝土温度满足施工要求；且对混凝土液面浇筑高度进行可视化展示并计算浇筑速度，从而实现对混凝土流量的自动控制。

组合桥塔智能建造成套工艺及装备已在狮子洋大桥西索塔成功应用，采用本工艺，C80混凝土入模温度可控，且振捣质量高，布料完成后顶面浮浆少；钢壳及料斗吊装效率高，安全风险低，取得了良好的经济、质量效果，在超高桥塔领域具有广泛的应用前景。