经过近20年的规划
历时6年建设
由中铁总公司工程管理中心负责建设
中交二航局参建的
沪苏通长江公铁大桥
于7月1日顺利通车
(通车仪式现场)
沪苏通长江公铁大桥位于江阴长江大桥下游45公里、苏通长江大桥上游40公里,北岸连接南通市通州区,南岸连接张家港市,是沪苏通铁路、通苏嘉甬铁路和锡通高速公路共用的过江通道。
大桥上层为双向6车道高速公路,设计时速公里;下层为4线铁路。其中,沪苏通铁路设计时速公里,通苏嘉甬城际铁路时速公里。
作为沪苏通铁路的控制性工程和国家铁路、城际铁路、高速公路“三位一体”的桥梁,全长米的沪苏通长江公铁大桥刷新多项世界纪录,在新材料、新结构、新设备、新工艺的应用上直接代表了国内建桥技术的最先进水平。
这座大桥主跨长度达米
是世界上首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥
标志着世界公铁两用斜拉桥主跨迈入“千米级”时代
00:41(△视频:沪苏通长江公铁大桥主航道桥灯光秀)
除了跨度大
沪苏通长江公铁大桥
还创造了诸多“世界之最”
主塔米,相当于多层楼高
建设用钢量48万吨,相当于12个“鸟巢”
混凝土用量万立方米,相当于8个国家大剧院
大桥实现汽车、高铁并行,同时又能够抵御14级台风、8级地震以及10万吨级船舶的撞击,其施工技术含量代表着中国乃至世界同类型桥梁建设的最高水平。
沪苏通长江公铁大桥
于年3月1日正式开工
这众多“光环”背后
意味着施工难度大、挑战性强
汇聚了设计及施工单位的智慧与创新
承载着参建人员历时六年的辛勤付出
一跨千米,史无前例
沪苏通长江公铁大桥设计之初,由于江面航运异常繁忙,日通行船舶超过3万膄,大桥跨度必须超千米。其实,当时世界上已建和在建同类型桥梁中最大跨度也只仅有米。但在挑战前面,“基建狂魔”们选择直面,也才有了今天大桥的通车!
图片来源:中国中铁
与此同时,考虑到其经济性,大桥上层设置为双向六车道(锡通高速公路),时速千米;下层设置为双向四线铁路,时速千米(沪通铁路)、千米(通苏嘉甬铁路)。
桥界老牌,实力承揽
沪苏通长江公铁大桥施工总承包划分HTQ-1、HTQ-2两个标段,分别由中交二航局、中铁大桥局承建,大桥由中铁大桥勘测设计院担任设计,钢结构由中铁宝桥等单位制造。振华重工承担了天生港专用航道桥与主航道桥间11孔钢桁梁制造、螺栓栓接现场施工及防腐涂装。
划时代大桥,创“新”创“艺”
米的跨度,为大桥的建设带来一系列难题。中交二航局及中铁大桥局迎难而上,开展了一系列科研攻关,运用了一大批新材料、新结构、新设备、新工艺,形成了65项专利、创造了14项新工法!!
让我们走进这座创新大桥,看承建单位在桥梁建造技术方面都取得哪些重大突破?
一、中交二航局
中交二航局承建工程范围约5公里,包括跨横港沙简支钢桁梁桥、跨天生港专用航道桥、跨长江北大堤简支钢桁梁桥以及北引桥。其中,天生港航道桥跨径米,采用“刚性梁、柔性拱”设计,建成世界最大跨径公铁两用钢拱桥——跨径米的中天生港航道桥。
“这和如今国内外拱桥多为刚性拱的现状大相径庭。”中交二航局项目负责人杨志德表示,“桁梁和主拱的重量总计3.24万吨,相当于在桥面上每走一步,就跨越了50吨重的钢结构。”主拱单侧重约吨,两侧合计约吨,6根拱肋就如6根长长的“面条”,要在米的高空进行竖转,实现精确对接,期间若是偏差超过5毫米,那么竖转合龙将直接宣告失败。
经过反复论证,中交二航局项目团队引入人工智能施工理念,自主研发设计智能控制系统——利用上百个传感器采集钢桁梁和主拱偏移数据,并传至电脑进行分析、发出指令,再通过18台大吨位提升千斤顶对12个吊点进行提升和校正。鏖战近一个月,大桥主拱实现了精准对接,轴心偏差仅为2毫米,完全符合设计要求。
为了让对接误差不大于2毫米,中交二航局项目部还率先引进三维精密打孔机。“形态各异的杆件和多万个螺栓是决定成败的关键,每个杆件螺孔的定位精度必须控制在0.7毫米以内。”杨志德说,“我们让机器人取代了人工操作,使打孔的出错率降到了0,打孔的精度误差也近乎为0,保证了各区域的精准对接。”
二、中铁大桥局
1、采用万吨钢沉井让千米跨度“跨得稳”。该沉井基础长86.9米,宽58.7米,高约米,平面面积相当于12个篮球场,高度相当于37层楼,目前世界上体积最大的水中沉井基础。
2、发明助浮结构和充气增压系统,,首次实现了吨重的钢沉井整体制造、整体出坞、整体浮运。通过封闭部分沉井井孔,并往封闭井孔充气,让巨型钢沉井像鱼有了“鱼漂”,不仅可以自浮,还可以调节吃水深度以及浮运过程中的空间姿态。
3、 开创性的采用“大直径锚桩加混凝土重力锚”方案,计算机控制的多向同步快速定位技术,让钢沉井这个“巨无霸”准确无误地固定在设计点。
图片来源:中国中铁
4、研制出一种新型混凝土,解决多米的高空泵送难、不抗裂等难题。
高耸入云的主塔给施工带来了不少难题。对于混凝土而言,强度越大,标号越高,意味着粘度越大,就像很稠的粥,流动性差,难以泵送至高空;在普通的工程环境,混凝土洒水养护、保温、保湿相对容易,混凝土抗裂容易得到保证,但这些在多米的高空中难以实现。这种新型混凝土在保障质量的同时,还具有高流态降粘等特性,在浇筑的初期能控制水化反应,避免过度发烧,在降温收缩时能自我激发膨胀,补偿收缩,配合循环冷却水管、全封闭防风措施等,表现出不俗的抗裂效果。
5、实时监测技术让确保米主塔按照预定“路线”长高而不“跑偏”。
在塔梁同步施工时,系统可实现对施工全过程桥塔变形进行实时测量,获得桥塔变形时程曲线。一旦检测到的曲线发生偏移,建设者们可以立刻进行纠偏。
图片来源:中国中铁
6、“量身定制”了强度达兆帕的高强度钢和0兆帕的斜拉索,这两个材料的强度均为世界之最,满足大跨、重载需求的主体结构材料。
桥梁的钢梁犹如一只巨型“扁担”,两个主塔横梁犹如“挑夫”的肩膀,“挑夫”相隔越远,钢梁承载就越重,“扁担”就越容易向下弯曲变形,因此必须有相当强度的拉索才能拉住这根刚柔并济的“扁担”。为实现大桥超千米的跨度,建设者们为其“量身定制”了强度达兆帕的高强度钢和0兆帕的斜拉索,兆帕高强度钢意味着每平方米钢梁能承受的最大力为00吨,相当于00台轿车的重量。沪苏通长江公铁大桥共有根斜拉索,每根斜拉索由直径7毫米的钢丝组成,单根斜拉索成桥最大索力可达0吨,相当于台轿车的重量。
图片来源:中国中铁
7、采用大节段吊装主桥钢梁,减少架梁对通航的影响。
8、由于主航道桥整节段钢梁最大吊重达吨,为了满足需求,中国中铁大桥局自主研制全球首台吨步履式架梁吊机,采用“双横梁三吊点”设计,满足主航道桥整节段钢梁最大吊重达吨的需求,保证钢梁能够平稳起吊。
9、公路面将采用华为5G新型微站覆盖,铁路面将采用中天新型5G泄漏电缆覆盖,将满足用户高速上网、高清语音通话、VR/AR等5G应用,同时可升级SA网络,实现低时延、大连接等工业物联网应用。
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