公鐵兩用斜拉橋主跨邁入“千米級”時代
日前,國際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(IABSE)公布了2022年度IABSE全球項目與技術(shù)獎入圍名單,“滬蘇通長江大橋”入圍“杰出橋梁結(jié)構(gòu)獎”。滬蘇通長江大橋是我國江蘇省境內(nèi)一座連接蘇州市和南通市的橋梁工程,位于蘇通長江公路大橋上游、江陰長江公路大橋下游,跨越長江江蘇段,于2020年7月1日正式通車。
滬蘇通長江大橋靠近長江入海口,江面寬達(dá)6公里,附近有十余個碼頭和港口,江面日通行船舶超過3萬艘,復(fù)雜的地質(zhì)、海況、天氣等情況使其成為當(dāng)前橋梁建設(shè)中難度最大的工程之一。這座集眾多新材料、新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備、新工藝于一體的橋梁,在橋梁制造技術(shù)上再一次實現(xiàn)重大突破。
主航道橋為雙塔三索面鋼桁梁斜拉橋,主跨1092米,為世界上首座跨度超千米的公鐵兩用大橋,它的建成讓世界公鐵兩用斜拉橋主跨正式邁入“千米級”時代。這種大跨度設(shè)計,滿足了長江航道遠(yuǎn)期12.5米深水航道向上延伸、10萬噸貨輪通航、橋梁通航孔凈寬,以及水流、河勢的諸多要求。
大橋是通滬鐵路、通蘇嘉甬鐵路、錫通高速公路共同的過江通道,身兼國家鐵路、城際鐵路、高速公路“三位一體”功能,上層為雙向六車道高速公路,設(shè)計速度100公里/小時;下層為雙向四線鐵路,設(shè)計速度200公里/小時(滬通鐵路)、250公里/小時(通蘇嘉甬鐵路)。一線滬蘇通鐵路相當(dāng)于八線的高速公路,一線城際鐵路相當(dāng)于六線的高速公路,大橋的承載能力相當(dāng)于34線的高速公路。
為滿足該地長江主航道通航需求,大橋主塔高330米,約110層樓高,采用鉆石型混凝土結(jié)構(gòu),為世界最高公鐵兩用斜拉橋主塔,承載的軸力達(dá)30萬噸。
滬蘇通長江大橋能夠抵御14級臺風(fēng)、8度地震,經(jīng)得住10萬噸級船舶的撞擊,推動中國乃至世界橋梁建造的新發(fā)展、新飛躍。
國內(nèi)首次應(yīng)用Q500qE高強(qiáng)度橋梁鋼焊接技術(shù),作為主跨度超千米的公鐵兩用橋,鋼桁梁斜拉橋主桁桿件軸力超大,鋼材屈服強(qiáng)度必須達(dá)到500兆帕級,Q500qE橋梁鋼具有低溫沖擊韌性、可焊性良好,冷裂敏感度低的特點。
國內(nèi)首次采用2000兆帕級斜拉索新型材料,大橋斜拉索采用平行鋼絲斜拉索新型材料,最大索長576.5米,索重84噸,直徑7毫米,抗拉強(qiáng)度達(dá)2000兆帕,單根斜拉索許用索力達(dá)1000多噸,足以吊起600多輛小汽車,為世界強(qiáng)度最高斜拉索。
航道橋采用剛度大、行車性能優(yōu)越的箱桁組合新型結(jié)構(gòu),伸縮量為2000毫米的橋梁軌道溫度調(diào)節(jié)器和梁端伸縮裝置,為世界首次采用。
額定起重量1800噸的步履式架梁起重機(jī),解決了大橋三主桁整節(jié)段鋼梁的安裝難題,填補我國大跨度三主桁斜拉橋超重整節(jié)段鋼梁架設(shè)裝備的空白。首創(chuàng)超大構(gòu)件均衡吊裝、大噸位高精度取力及吊點同步控制系統(tǒng),實現(xiàn)了架梁起重機(jī)三吊點受力均衡及高精度同步提升。
大節(jié)段鋼桁梁整體制造、架設(shè)施工技術(shù),大橋鋼梁制造采用成熟的長線法拼裝技術(shù)在胎架上進(jìn)行節(jié)段拼裝焊接,創(chuàng)新雙節(jié)間全焊桁片制造技術(shù)和整節(jié)段總裝技術(shù);1800噸整節(jié)段鋼桁梁滾裝上船技術(shù),實現(xiàn)整節(jié)段從滾裝平臺向運輸船平穩(wěn)過渡,解決重型大節(jié)段工廠轉(zhuǎn)運及滾裝上船難題;1800噸雙節(jié)間全焊整節(jié)段梁安裝架設(shè),除了墩頂節(jié)間采用大型浮吊吊裝以外,余下的鋼桁梁節(jié)段都將由1800噸架梁吊機(jī)采用雙懸臂架設(shè)的方式進(jìn)行。
雙節(jié)點整體桁片式結(jié)構(gòu)設(shè)計、工廠整節(jié)段總拼、工地整節(jié)段吊裝架設(shè)方案,將大量作業(yè)由工地轉(zhuǎn)入工廠內(nèi)部,實現(xiàn)了工地作業(yè)工廠化、高空作業(yè)地面化、水上作業(yè)陸地化、散裝作業(yè)整體化的目標(biāo),從而減少工地架設(shè)工作量、高空作業(yè)量,降低了工作難度,改善了施工環(huán)境,提高了鋼桁梁制造、架設(shè)的質(zhì)量,同時大幅縮短了鋼橋建造工期,并積累了對整節(jié)段、全焊接、大噸位的鋼桁梁工廠制造經(jīng)驗,引領(lǐng)橋梁建造技術(shù)向大型化、整體化、工廠化方向發(fā)展,形成了系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)。
滬蘇通長江大橋建成投入使用后,成為了沿海重要的鐵路、公路過江通道,對盡快實現(xiàn)沿海鐵路全線貫通、進(jìn)一步完善區(qū)域交通運輸結(jié)構(gòu)、提高過江通道運輸能力、促進(jìn)長三角社會經(jīng)濟(jì)一體化具有重要意義。
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