中國中鐵設(shè)計承建的世界首座跨度超千米的公鐵兩用斜拉橋通車運營

　　7月1日，由中國中鐵設(shè)計、承建的世界上首座跨度超千米的公鐵兩用斜拉橋——主跨1092米的滬蘇通長江公鐵大橋正式通車運營，這標(biāo)志著世界公鐵兩用斜拉橋主跨將邁入“千米級”時代。

　　滬蘇通長江公鐵大橋南起蘇州市張家港市、北至南通市通州區(qū)，橋址處靠近長江入?？?，江面寬達(dá)6公里。大橋附近有十余個碼頭和港口，江面日通行船舶超過3萬膄，航運可謂是異常繁忙，這就要求大橋的主跨必須超千米。在滬蘇通長江公鐵大橋開建之前，世界上已建和在建同類型橋梁中最大跨度也只僅有630米。

　　考慮到經(jīng)濟(jì)性，大橋為滬蘇通鐵路、通蘇嘉城際鐵路、錫通高速公路的共用過江通道，上層設(shè)置為雙向六車道高速公路，時速100千米；下層設(shè)置為雙向四線鐵路，時速200千米(滬通鐵路)、250千米(通蘇嘉甬鐵路)。

　　中國中鐵大橋局副總經(jīng)理、滬通長江大橋項目部經(jīng)理羅兵介紹，除了跨度大，滬蘇通長江公鐵大橋還創(chuàng)造了眾多“世界之最”：主塔330米，相當(dāng)于110多層樓高；建設(shè)用鋼量達(dá)48萬噸，相當(dāng)于12個“鳥巢”；混凝土用量達(dá)230萬立方米，相當(dāng)于8個國家大劇院……這一系列世界之最的背后，是中鐵大橋局建設(shè)者的智慧與汗水。6年來，項目部取得了一系列創(chuàng)新成果，其中包括專利授權(quán)30余項，發(fā)明專利20余項。

　　扎根 世界體積最大鋼沉井平穩(wěn)下沉

　　1092米的跨度，為大橋的建設(shè)帶來不少難題，要想“跨得穩(wěn)”，就要“立得住”。主墩鋼沉井就是這一“跨”的關(guān)鍵所在。

　　滬蘇通長江公鐵大橋沉井基礎(chǔ)長86.9米，寬58.7米，高約110米，平面面積相當(dāng)于12個籃球場，高度相當(dāng)于37層樓，這也是目前世界上體積最大的水中沉井基礎(chǔ)。

　　中鐵大橋局發(fā)明了助浮結(jié)構(gòu)和充氣增壓系統(tǒng)，首次實現(xiàn)了16000噸重的鋼沉井整體制造、整體出塢、整體浮運。通過封閉部分沉井井孔，并往封閉井孔充氣，巨型鋼沉井仿佛像魚有了“魚漂”，不僅可以自浮，還可以調(diào)節(jié)吃水深度以及浮運過程中的空間姿態(tài)。

　　中鐵大橋局滬通長江大橋項目部總工程師李軍堂說，為了把鋼沉井這個“巨無霸”準(zhǔn)確無誤地固定在設(shè)計點，中鐵大橋局開創(chuàng)性地采用了“大直徑錨樁混凝土重力錨”方案：將8根直徑達(dá)3.5米的鋼樁立在鋼沉井的上下游處，南北兩側(cè)再各拋下4個重約900噸的混凝土邊錨，同時引入計算機(jī)控制的多向同步快速定位技術(shù)，通過智能化裝備，大幅提升定位的效率和精度，有效將鋼索與鋼沉井連接，達(dá)到共同固定鋼沉井的目的，解決了千噸級水流力作用下鋼沉井精確定位難題。

　　屹立 擎天主塔高聳入云

　　據(jù)羅兵介紹，索塔是斜拉橋的關(guān)鍵受力結(jié)構(gòu)，斜拉橋跨度越大就要求索塔建筑高度越高。滬蘇通長江公鐵大橋主跨為1092米，主塔高度就隨之攀升到330米，相當(dāng)于110層高樓，為世界最高公鐵橋主塔。

　　高聳入云的主塔給施工帶來了不少難題。對于混凝土而言，強(qiáng)度越大，標(biāo)號越高，意味著粘度越大，就像很稠的粥，流動性差，難以泵送至高空；在普通的工程環(huán)境，混凝土灑水養(yǎng)護(hù)、保溫、保濕相對容易，混凝土抗裂容易得到保證，但這些在300多米的高空中難以實現(xiàn)。

　　為了解決這些問題，中鐵大橋局通過調(diào)整配合比，研究出了一種新型混凝土，一舉解決了泵送難、不抗裂等難題。這種新型混凝土在保障質(zhì)量的同時，還具有高流態(tài)降粘等特性，在澆筑的初期能控制水化反應(yīng)，避免過度發(fā)燒，在降溫收縮時能自我激發(fā)膨脹，補償收縮，配合循環(huán)冷卻水管、全封閉防風(fēng)措施等，表現(xiàn)出不俗的抗裂效果。

　　同時，中鐵大橋局引進(jìn)超高混凝土主塔塔偏實時監(jiān)測技術(shù)。在塔梁同步施工時，系統(tǒng)可實現(xiàn)對施工全過程橋塔變形進(jìn)行實時測量，獲得橋塔變形時程曲線。一旦檢測到的曲線發(fā)生偏移，建設(shè)者們可以立刻進(jìn)行糾偏，確保主塔按照預(yù)定“路線”長高而不“跑偏”。

　　延展 鋼鐵巨龍橫跨長江

　　面對大跨、重載的需求，大橋的主體結(jié)構(gòu)材料——鋼梁和拉索必須異常“堅實”。

　　主橋鋼梁必須要有足夠的剛度，這樣才能滿足大橋6線公路、4線鐵路的荷載需求。同時鋼梁還要具備一定的柔性，這樣才能在突來的重壓下，通過微變形來分散壓力，在重物通過后恢復(fù)如常。

　　李軍堂介紹，橋梁的鋼梁猶如一只巨型“扁擔(dān)”，兩個主塔橫梁猶如“挑夫”的肩膀，“挑夫”相隔越遠(yuǎn)，鋼梁承載就越重，“扁擔(dān)”就越容易向下彎曲變形，因此必須有相當(dāng)強(qiáng)度的拉索才能拉住這根剛?cè)岵?jì)的“扁擔(dān)”。

　　斜拉橋的拉索以主塔為中線依次向兩邊散開，成等腰三角形。通過與鋼梁連接，拉索為鋼梁提供一個強(qiáng)而有力的拉力，從而分擔(dān)一部分鋼梁承受的壓力，同時避免由于跨度過大造成鋼梁嚴(yán)重變形。

　　為實現(xiàn)大橋超千米的跨度，建設(shè)者們?yōu)槠洹傲可矶ㄖ啤绷藦?qiáng)度達(dá)500兆帕的高強(qiáng)度鋼和2000兆帕的斜拉索，這兩個材料的強(qiáng)度均為世界之最。

　　500兆帕高強(qiáng)度鋼意味著每平方米鋼梁能承受的最大力為50000噸，相當(dāng)于25000臺轎車的重量。

　　滬蘇通長江公鐵大橋共有432根斜拉索，每根斜拉索由直徑7毫米的鋼絲組成，單根斜拉索成橋最大索力可達(dá)1000噸，相當(dāng)于500臺轎車的重量。

　　“為了減少架梁對通航的影響，滬蘇通長江公鐵大橋創(chuàng)新性地采用大節(jié)段吊裝主橋鋼梁，可將現(xiàn)場焊接和吊裝的工作量減少一半?！崩钴娞媒榻B說。

　　由于主航道橋整節(jié)段鋼梁最大吊重達(dá)1744噸，為了滿足需求，中鐵大橋局自主研制全球首臺1800噸步履式架梁吊機(jī)，采用“雙橫梁三吊點”設(shè)計，保證鋼梁能夠平穩(wěn)起吊。

　　未來 智能化橋梁促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

　　滬蘇通長江公鐵大橋公路面將采用華為5G新型微站覆蓋，鐵路面將采用中天新型5G泄漏電纜覆蓋，引橋部分采用南通鐵塔建設(shè)多座超高鐵塔站點進(jìn)行補充覆蓋。

　　中鐵大橋局滬通長江大橋項目部常務(wù)副經(jīng)理查道宏介紹，大橋?qū)M足用戶高速上網(wǎng)、高清語音通話、VR/AR等5G應(yīng)用，同時可升級SA網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)低時延、大連接等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，屆時，大橋?qū)⒊蔀橐蛔嬲闹悄芑瘶蛄骸?/p>

　　除了帶來技術(shù)上的創(chuàng)新突破，滬蘇通長江公鐵大橋還將成為助推當(dāng)?shù)亟煌v飛的起點，為長江南北兩岸帶來巨大變化。大橋建成后，張家港市將徹底告別沒有火車的歷史，與南通之間往來將不再依靠汽渡過江。作為八縱八橫鐵路網(wǎng)中沿江高鐵的重要組成部分，大橋的建成也將有利于推動長三角一體化發(fā)展，南通到上海將由現(xiàn)在的5小時左右縮短至1小時左右。

　　轉(zhuǎn)自：國資委網(wǎng)站

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