滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋步入通車倒計(jì)時(shí)。來看看這條橫亙?cè)陂L(zhǎng)江上的“鋼鐵巨龍”創(chuàng)下的“世界紀(jì)錄”。
體長(zhǎng):公鐵兩用斜拉橋跨度世界最大
滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋,公鐵合建跨江正橋全長(zhǎng)5827米。主航道橋主跨1092米,為國(guó)內(nèi)最大跨度斜拉橋,也是世界最大跨度公鐵兩用斜拉橋。其通車將標(biāo)志著世界公鐵兩用斜拉橋主跨邁入“千米級(jí)”時(shí)代。
據(jù)中鐵大橋局專家介紹,在滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋開建之前,世界上已建、在建同類型橋梁中最大跨度僅630米。
滬蘇通長(zhǎng)江公鐵大橋北起南通,南至張家港,橋址靠近長(zhǎng)江入??冢鎸掃_(dá)6公里。大橋附近有10余個(gè)碼頭和港口,江面日通行船舶超過3萬膄,航運(yùn)繁忙異常,這就要求大橋主跨必須超千米。
扎根:沉井基礎(chǔ)體積世界最大
主跨1092米,想要“跨得穩(wěn)”,就要“立得住”。主墩鋼沉井就是這“跨”的關(guān)鍵所在。
據(jù)滬通長(zhǎng)江大橋建設(shè)指揮部副總工程師閆志剛介紹,大橋沉井基礎(chǔ)體積大,主塔墩沉井平面相當(dāng)于12個(gè)籃球場(chǎng)大小,總高度110.5米,為世界上最大體積沉井基礎(chǔ)。
為此,中國(guó)中鐵大橋局發(fā)明了助浮結(jié)構(gòu)、充氣增壓系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了鋼沉井整體制造、整體出塢、整體浮運(yùn)。通過封閉部分沉井井孔,并往封閉井孔充氣,巨型鋼沉井就像魚有了“魚鰾”,不僅可以自浮,還能調(diào)節(jié)吃水深度、浮運(yùn)過程中的空間姿態(tài)。
為把鋼沉井這個(gè)“巨無霸”準(zhǔn)確無誤地固定在設(shè)計(jì)點(diǎn),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(gè)混凝土邊錨,引入計(jì)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(jí)水流力作用下鋼沉井精確定位難題。
身高:公鐵兩用斜拉橋主塔世界最高
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(zhǎng)江公鐵大橋主跨為1092米,主塔高度隨之攀升到330米,相當(dāng)于110層樓的高度,為世界上最高公鐵兩用斜拉橋主塔。
高聳入云的主塔,給施工帶來了難題。對(duì)混凝土而言,強(qiáng)度越大,標(biāo)號(hào)越高,意味著粘度越大,就像很稠的粥流動(dòng)性差,難以將其泵送至高空。此外,在普通工程環(huán)境下,混凝土灑水養(yǎng)護(hù)、保溫、保濕相對(duì)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(shí)現(xiàn)。
為此,中鐵大橋局通過調(diào)整配合比,研制出新型混凝土,一舉解決了泵送難、不抗裂等難題。
中鐵大橋局還引進(jìn)了超高混凝土主塔塔偏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)。在塔梁同步施工時(shí),系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)施工全過程橋塔變形進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量,獲得橋塔變形曲線。一旦檢測(cè)到的曲線發(fā)生偏移,建設(shè)者們可以立即糾偏,確保主塔按照預(yù)定“路線”長(zhǎng)高,而不“跑偏”。
筋骨:新材料強(qiáng)度世界領(lǐng)先
面對(duì)大跨、重載的需求,大橋的主體結(jié)構(gòu)材料——鋼梁、拉索必須異?!皥?jiān)實(shí)”。
主橋鋼梁必須“剛?cè)嵯酀?jì)”: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。鋼梁還要具備一定柔性,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。
從結(jié)構(gòu)上看,鋼梁猶如一只巨型“扁擔(dān)”。兩個(gè)主塔橫梁,猶如“挑夫”的肩膀?!疤舴颉毕喔粼竭h(yuǎn),鋼梁承載就越重,“扁擔(dān)”就越容易向下彎曲變形。因此,須有相當(dāng)強(qiáng)度的拉索,才能拉住這根“扁擔(dān)”。
為此,大橋采用了2000兆帕級(jí)平行鋼絲斜拉索,這是該產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)首次研發(fā)成功并進(jìn)行工程應(yīng)用,總體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,為該類斜拉索的應(yīng)用提供了范例。同時(shí),大橋采用的500兆帕高性能橋梁鋼制造技術(shù),首次應(yīng)用于國(guó)內(nèi)橋梁建設(shè)中,該項(xiàng)技術(shù)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。
為減少架梁對(duì)通航的影響,大橋創(chuàng)新性地采用大節(jié)段吊裝主橋鋼梁,可將現(xiàn)場(chǎng)焊接、吊裝的工作量減少一半。由于主航道橋整節(jié)段鋼梁最大吊重達(dá)1744噸,中鐵大橋局自主研制了全球首臺(tái)1800噸步履式架梁吊機(jī),采用“雙橫梁三吊點(diǎn)”設(shè)計(jì),保證了鋼梁能夠平穩(wěn)起吊。