公铁两用斜拉桥主跨迈入“千米级”时代
日前,国际桥梁与结构工程协会(IABSE)公布了2022年度IABSE全球项目与技术奖入围名单,“沪苏通长江大桥”入围“杰出桥梁结构奖”。沪苏通长江大桥是我国江苏省境内一座连接苏州市和南通市的桥梁工程,位于苏通长江公路大桥上游、江阴长江公路大桥下游,跨越长江江苏段,于2020年7月1日正式通车。
沪苏通长江大桥靠近长江入海口,江面宽达6公里,附近有十余个码头和港口,江面日通行船舶超过3万艘,复杂的地质、海况、天气等情况使其成为当前桥梁建设中难度最大的工程之一。这座集众多新材料、新结构、新设备、新工艺于一体的桥梁,在桥梁制造技术上再一次实现重大突破。
主航道桥为双塔三索面钢桁梁斜拉桥,主跨1092米,为世界上首座跨度超千米的公铁两用大桥,它的建成让世界公铁两用斜拉桥主跨正式迈入“千米级”时代。这种大跨度设计,满足了长江航道远期12.5米深水航道向上延伸、10万吨货轮通航、桥梁通航孔净宽,以及水流、河势的诸多要求。
大桥是通沪铁路、通苏嘉甬铁路、锡通高速公路共同的过江通道,身兼国家铁路、城际铁路、高速公路“三位一体”功能,上层为双向六车道高速公路,设计速度100公里/小时;下层为双向四线铁路,设计速度200公里/小时(沪通铁路)、250公里/小时(通苏嘉甬铁路)。一线沪苏通铁路相当于八线的高速公路,一线城际铁路相当于六线的高速公路,大桥的承载能力相当于34线的高速公路。
为满足该地长江主航道通航需求,大桥主塔高330米,约110层楼高,采用钻石型混凝土结构,为世界最高公铁两用斜拉桥主塔,承载的轴力达30万吨。
沪苏通长江大桥能够抵御14级台风、8度地震,经得住10万吨级船舶的撞击,推动中国乃至世界桥梁建造的新发展、新飞跃。
国内首次应用Q500qE高强度桥梁钢焊接技术,作为主跨度超千米的公铁两用桥,钢桁梁斜拉桥主桁杆件轴力超大,钢材屈服强度必须达到500兆帕级,Q500qE桥梁钢具有低温冲击韧性、可焊性良好,冷裂敏感度低的特点。
国内首次采用2000兆帕级斜拉索新型材料,大桥斜拉索采用平行钢丝斜拉索新型材料,最大索长576.5米,索重84吨,直径7毫米,抗拉强度达2000兆帕,单根斜拉索许用索力达1000多吨,足以吊起600多辆小汽车,为世界强度最高斜拉索。
航道桥采用刚度大、行车性能优越的箱桁组合新型结构,伸缩量为2000毫米的桥梁轨道温度调节器和梁端伸缩装置,为世界首次采用。
额定起重量1800吨的步履式架梁起重机,解决了大桥三主桁整节段钢梁的安装难题,填补我国大跨度三主桁斜拉桥超重整节段钢梁架设装备的空白。首创超大构件均衡吊装、大吨位高精度取力及吊点同步控制系统,实现了架梁起重机三吊点受力均衡及高精度同步提升。
大节段钢桁梁整体制造、架设施工技术,大桥钢梁制造采用成熟的长线法拼装技术在胎架上进行节段拼装焊接,创新双节间全焊桁片制造技术和整节段总装技术;1800吨整节段钢桁梁滚装上船技术,实现整节段从滚装平台向运输船平稳过渡,解决重型大节段工厂转运及滚装上船难题;1800吨双节间全焊整节段梁安装架设,除了墩顶节间采用大型浮吊吊装以外,余下的钢桁梁节段都将由1800吨架梁吊机采用双悬臂架设的方式进行。
双节点整体桁片式结构设计、工厂整节段总拼、工地整节段吊装架设方案,将大量作业由工地转入工厂内部,实现了工地作业工厂化、高空作业地面化、水上作业陆地化、散装作业整体化的目标,从而减少工地架设工作量、高空作业量,降低了工作难度,改善了施工环境,提高了钢桁梁制造、架设的质量,同时大幅缩短了钢桥建造工期,并积累了对整节段、全焊接、大吨位的钢桁梁工厂制造经验,引领桥梁建造技术向大型化、整体化、工厂化方向发展,形成了系列具有自主知识产权的成套技术。
沪苏通长江大桥建成投入使用后,成为了沿海重要的铁路、公路过江通道,对尽快实现沿海铁路全线贯通、进一步完善区域交通运输结构、提高过江通道运输能力、促进长三角社会经济一体化具有重要意义。
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