展现“中国智造”巅峰之作,
致敬追求卓越、实干兴邦的中国建设者!
世界上海拔最低的酒店、±800千伏滇西北特高压直流输电工程横贯东西、交通大动脉—沪通大桥、穿越海峡的海底隧道、未来之城之综合管廊、蓝鲸号半潜式钻井平台工程、雅砻江两河口水电站…
一个个超级工程拔地而起,背后是中国建设者们无怨无悔的默默付出。春节期间,转自:建筑结构-公众号微信公众号特推出“辉煌中国”“中国建设者”“超级工程”系列报道,回顾我国建设重特大工程的不凡旅程,为您揭开工程背后的故事!
世界上首座超过千米跨度的公铁两用桥梁
沪通长江大桥全长11072米,位于长江江苏段,连接南通市和苏州市,上层为公路,下层为铁路,集国家铁路、城际铁路、高速公路 “三位一体”,是一座四线铁路、六车高速公路的公铁两用大桥。
大桥主航道桥主跨为1092米,为目前国内最大跨度的斜拉桥,也是世界上首座超过千米跨度的公铁两用桥梁。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。大桥采用主跨336米的刚性梁柔性拱桥结构,合拢精度控制在毫米级。大桥工程所用钢筋近48万吨,相当于12个 “鸟巢”所用钢材;混凝土230万立方米,相当于8个国家大剧院的用量。
大桥能抵御14级台风,8级地震,10万吨级船舶的撞击。和港珠澳大桥一样,沪通长江大桥代表着当前中国乃至世界桥梁建设的最高水平。
2017年10月22日,沪通长江大桥天生港专用航道桥主拱合龙,标志着天生港专用航道桥全部成功合龙。该桥主拱在桥面上搭设支架逐节拼装,拼装长度达320米。沪通长江大桥贯通后,江苏南通到上海将实现火车1小时直达。
沪通长江大桥由主航道桥和天生港专用航道桥两座大型桥梁组成。大桥基础施工所需的主要钢结构共有4个,其中,28号墩、29号墩钢沉井是主航道桥的基石,3号墩、4号墩的钢围堰是天生港专用航道桥的基础。
墩顶
4台单臂架全回旋式起重机桥面吊机同时启用,场面十分壮观。
建设难点一:地基条件不利
长江含沙量高居世界第四,经过上亿年的沉积,在长江下游江底岩层以上覆盖了近300米深的泥沙,地层对桩基有效的承载力和保证桥梁的沉降都是非常不利的。高铁速度很快,桥墩如果出现下沉,对行车的安全性会造成巨大的威胁,自然的困境让长江成为难以跨越的天堑。
最后建设者在桥墩下方浇筑更多的混凝土桩基,利用摩擦力和淤泥相连,托住桥墩,以保证大桥的沉降量在高铁轨道允许的范围内。工程师计算出了需要的数据,36根深120米直径2.5米的混凝土桩基可以解决目前的问题。
建设难点二:混凝土拌合站的建设
浇筑水泥在陆地施工不算难题,建立一个混凝土拌和站对混凝土搅拌车进行调配就可以保证连续不断地浇筑,但在茫茫长江之上根本没有建拌和站的地方,如果按照传统的水上作业做钢平台,然后在钢平台上做拌和站,那么工程量很大,预估工期大概是5到6个月,这样拌合站不形成,主体功能没法开工。最后经过多方案必选,选择了在长江江面施工区域内以吹填的方式造一个小岛,并在岛上建设一座混凝土拌和站,速度很快,一个多月即解决了问题,而且成本上、造价上相对来讲还有一点优势。
建设难点三:误差控制严
两个大小体积相当于两艘万吨巨轮的桥体即将合拢,如此庞然大物的对接,偏差却不能超过2mm,这缘于沪通大桥的特殊结构。为了保证大桥的结构强度足以承受4条高铁同时通过,沪通长江大桥采取钢桁梁杆件拼接修建,整座大桥由近2万根钢桁梁组成,钢桁梁在岸边生产加工好,在长江上凌空组装,由螺栓连接,螺栓要想精准对接,螺孔得完整对上,每一个螺孔的误差都必须控制在2毫米之内才能保证所有钢桁梁都能精准对接,其中专业航道桥总共有45万颗螺栓。
建设难点四:合龙难度大
桥梁从两边悬臂施工至中间,合龙之前,在施工过程中两边是双悬臂状态,中间没有搭上,此时其抗风能力很弱,跨度越大迎风面越大,收到极端天气影响时施工风险非常大。除此之外,对于单侧重大万吨以上的大桥,内部的应力一旦超过结构能承受的范围,大桥随时会出现垮塌的风险,必须尽快实现合龙,以一种握手的姿态让大桥形成稳固的结构。
大桥合龙只能一次成功,风险必须提前排除,唯一的解决方案是在钢桁梁出厂之前给其做体检。工程师们改造了照相机,对钢构件进行拍照,采集数据,在电脑里模拟拼装,对于模拟中出现超差的连接点进行自检,此系统能够更加准确来分析偏差的因素,并且能够很容易出现所要的报告的结果和工艺的一些纠偏措施。
工程师们用十台千斤顶相互配合,一起将每一侧体积和重量相当于一艘能跨越大洋的万吨巨轮的桥体往前推进7cm,这个推进的数据必须精确到2mm以内才能保证最后的672个螺孔精准对位,实现大桥的最终合龙。
合龙是一项要求极为精准的系统工程,是大桥施工中风险最高的步骤。工程师们计算出合龙的最佳时机,寒冷的夜间最适合进行这项高风险的合龙,这是因为虽然此时是气温低的时刻,而且夜晚施工比较危险,但此时也是气温最稳定的时刻,热胀冷缩最稳定。2017年1月21日夜,历时3年多的建设工期沪通铁路大桥最终在长江江面上实现了第一次“握手”。
多个“首次采用”
同时,大桥还采用了一系列具有世界先进水平的新结构、新设备和新工艺。大桥主航道采用刚度大、行车性能优越的箱桁组合新型结构,体现了世界钢桥结构的发展方向;主航道桥采用伸缩量2000毫米级的桥梁轨道温度调节器和伸缩装置,为世界首次采用;还首次采用了巨型沉井整体制造、浮运、定位新工艺以及主梁两节间全焊接、桥位整体吊装施工新工艺。
沪通长江大桥建成投入使用后,成为沿海重要的铁路、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。
沪通大桥也正印证着巅峰“智”造的中国奇迹!
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