高速国道二合一!中交二航局承建的这座大桥刷新多项世界纪录
祖国东南
浙江的第二大河瓯江
滚滚东流,奔向入海口
一座世界级悬索桥
连接天堑、飞跨两岸
近日,由中交二航局承建的
温州瓯江北口大桥施工现场一派繁忙
大桥首榀钢桁梁成功吊装
标志着大桥上部结构施工进入吊梁阶段
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温州瓯江北口大桥
是我国沿海大动脉甬莞高速的
重要组成部分
全长7913米
其中跨越瓯江的主桥长2090米
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大桥建成后
甬莞高速浙江段将实现全线通车
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作为交通运输部首批绿色公路示范项目
瓯江北口大桥通过
“两桥合建”的创新设计
大桥建成后上层通高速
下层通国道,一桥当做两桥用
有效节约了土地面积和再建桥梁的成本
实现廊道和岸线资源集约化发展
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之所以说这是一座世界级桥梁
是因为大桥建设创造了
多个“首次”和“之最”
世界首座三塔四跨
双层钢桁梁悬索桥结构
瓯江北口大桥是目前我国乃至世界
技术难度最大、建造工艺最为复杂的桥梁之一
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采用三塔四跨双层钢桁梁结构形式
为世界首例
大桥包括南锚碇、南塔、中塔、北塔
北锚碇、主缆和主梁等主体结构
3座主塔平均高度139米
其中大桥上部主梁由110榀钢桁梁组合而成
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钢桁梁采用板桁组合式整体结构
单个节段最大起吊重量1200吨
全桥钢桁梁总重量约7.7万吨
超过7个埃菲尔铁塔的总重量
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大桥两根主缆中心水平间距41.8米
每根主缆由169根索股组成,长2300米
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单根索股由127丝直径5.4毫米
镀锌高强钢丝组成
重约54吨
钢丝抗拉极限强度为1860兆帕
到底有多强?
每根主缆可吊起约1.5个“辽宁号”航母
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世界首次在多塔连跨悬索桥结构体系中
采用刚性混凝土中塔结构
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瓯江北口大桥处于入海口区域
海洋环境对钢结构腐蚀性较强
混凝土塔耐久性和抗腐蚀性
相比钢结构更好
且后期养护工作大幅减少
同时
为减小主梁在移动荷载作用下的变形
提高主桥建成后的行车舒适度
最终建设者选择了
纵向A字形混凝土塔设计方案
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这是世界首次在
三塔悬索桥结构中采用
刚性混凝土中塔结构
淤泥层中压“秤砣”
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瓯江北口大桥南锚碇沉井
是世界首次在强潮河口深厚软土地层中
修建超大型沉井基础
锚碇是悬索桥的重要构成部分
沉井则是锚碇的基础形式之一
它深埋于地下
沉井之上坐落着锚体
锚体锚固着大桥的主缆
承担整座大桥的荷载
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南锚碇的沉井
平面尺寸70米×63米
相当于10个标准篮球场大小
共使用混凝土约23万立方米
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沉井总重达50万吨
这个巨型“秤砣”
要下沉到地下61.5米的深度
大桥沉井施工过程
就是一边接高沉井高度
一边抽取地层中的泥土
再依靠沉井自重缓缓下沉
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瓯江北口大桥沉井所处的地质
为深厚淤泥层
沉井下沉过程中遇到
淤泥地质、黏土层等复杂地质
下沉过程就像在“奶油”和“橡皮糖”中
稳住巨型“秤砣”一样
给沉井姿态控制和稳步下沉带来诸多挑战
不过不用担心
再大的困难也阻挡不了
中交集团建设者前进的脚步!
项目团队创新研发了
“水下快速取土装置”(上左图)
设计灵感源自四旋翼无人机
通过安装四组铰刀
对土体切削形成块状土质
再通过空气吸泥泵吸出
有效解决了黏土淤泥层取土难题
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沉井共分四次接高和三次下沉
2018年3月6启动下沉
历时两年
2020年3月5日下沉到位
世界上最大的“梳子”
瓯江北口大桥设计有三座主塔
每座主塔顶部都安装了一对“索鞍”
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索鞍的作用就是放置主缆索股
作为主缆转角的一个过渡受力点
均匀地把荷载传递到主塔上
从外形上看,就像一把梳子
其梳齿板(隔板)从普通索鞍的
20至30厘米增加到了90厘米
为世界首个深槽索鞍
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那么,大桥中塔
为什么采用深槽索鞍呢?
原来,三塔或多塔悬索桥
均须面临中塔处主缆抗滑移的难题
近年来,国内设计修建的
3座世界知名大跨度三塔公路悬索桥
泰州长江公路大桥
马鞍山长江公路大桥
武汉鹦鹉洲长江公路大桥
均采用了钢塔或钢混结合塔
以降低中塔纵向刚度
通过中塔适当变形
适应主缆和塔顶索鞍抗滑移
的安全系数要求
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而大桥采用A字型混凝土结构中塔
由于混凝土塔刚度大
不像钢塔那样苗条、柔软
无法通过塔的变形
适应主缆和塔顶索鞍抗滑移要求
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为此,项目团队提出
采用深槽梳齿板索鞍
即通过加深鞍槽深度
充分利用竖向摩擦板
提高索鞍与索股间的摩擦力
解决主缆滑移问题
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2020年12月29日
世界首个深槽索鞍
在瓯江北口大桥中塔安装完成
该深槽索鞍高3.4米、长6米
耗用钢材约140吨
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梳齿板和索鞍之间为精密整体焊接
形成整体结构
让缆索稳稳扣住索鞍防止产生滑移
从而将荷载力传导给中塔
保证大桥三塔之间的荷载平衡
用机器人为大桥“梳头发”
索股入鞍是主缆架设关键工序之一
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要将主缆索股放进带有竖向隔板的
深槽索鞍中
若采用人工砸入的方式
容易引起散丝、跳丝、鼓丝等情况
且无法准确、快速放入
深度接近1米的索鞍竖向隔板内
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为此,项目团队从2020年3月开始
探索智能工装技术
成功研发国内首台
智能化深槽入鞍机器人
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该机器人创造性地
采用液压顶杆作为机械手
将索股“推”进索鞍
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整个过程平稳可控
成功解决跳丝、乱丝问题
入鞍施工效率提升30%
大国重器挑起“千斤担”
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大桥主梁由110榀钢桁梁组合而成
施工中需要吊装到高空
最大吊重达1200吨
这些钢桁梁的吊装就像海上“搭积木”
悬挂在大桥主缆上
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今年7月,二航局自主研发的
世界最大吊重能力缆载吊机
在北口大桥安装到位
额定起重能力超1000吨
是业内最先进的悬索桥主梁吊装装备
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该吊机自身重达330余吨
项目部通过方案论证,多次测量,反复调位
将如此庞然大物精确安装到
高度140余米、中间宽度41.8米的主缆上
且安装偏差不超过2厘米
缆载吊机骑跨在大桥的两根主缆上
通过千斤顶装置将钢桁梁提升到设计位置
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一桥飞架,闪耀东海之滨
如今的温州瓯江北口大桥
正在稳步推进上部结构钢桁梁吊装施工
向着大桥建成通车目标不断迈进
大桥建成后,将对完善国家公路
提高东部沿海公路运输大通道通行能力
进一步加强长三角、海峡西岸
和珠三角地区的沟通联系
推进温台产业带
和温州瓯江口产业集聚区发展
发挥重要作用
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