理论教育 首座千米级双塔斜拉桥,刷新世界纪录

首座千米级双塔斜拉桥,刷新世界纪录

时间:2023-09-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:该桥在国际上首创千米级斜拉桥结构体系技术、新型结构及特殊设计方法,大型深水群桩基础施工控制技术,千米级斜拉桥塔梁索施工控制技术。该桥的主桁杆件倾斜度、斜拉索破断力和抗压抗拉支座均居世界已建成桥梁前列。该桥于2014年3月开工,2020年7月建成通车,是世界上首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥。主航道桥采用主跨1176 m的钢桁梁斜拉桥,刷新了公铁两用斜拉桥的世界纪录。

首座千米级双塔斜拉桥,刷新世界纪录

(一)跨江公路斜拉桥

20世纪90年代初,我国在总结国外桥梁经验教训的基础上建成了上海南浦大桥,开创了我国修建400 m以上大跨度斜拉桥的先河。随着斜拉桥建造技术的逐渐成熟和施工经验的日趋丰富,斜拉桥的跨度纪录不断被刷新。其中,较为著名的桥梁有武汉长江二桥、汕头礐石大桥和苏通长江公路大桥等。

上海南浦大桥(图2-3-8),主跨423 m的结合梁斜拉桥,于1988年12月开工,1991年12月建成通车。该桥的顺利通车为后来建造杨浦大桥、徐浦大桥和奉浦大桥打下了良好的基础。该桥是我国第一座结合梁斜拉桥。

■图2-3-8 上海南浦大桥

武汉长江二桥(图2-3-9),主跨400 m的预应力混凝土梁斜拉桥,于1991年5月开始兴建,1995年6月通车,为长江上第一座特大型预应力混凝土斜拉桥。该桥浩大的深水基础以及施工所采用的大型钢围堰、基础钻孔桩直径、钻入砾岩层深度,均创下全国之最,多项主要技术指标在20世纪90年代达到国际先进水平。该桥荣获1997年度“中国建筑工程鲁班奖”、1997年度“国家科学技术进步奖一等奖”。

■图2-3-9 武汉长江二桥

汕头磐石大桥(图2-3-10),主跨518 m的混合梁斜拉桥,于1995年4月开工,1999年2月建成通车。其主跨采用钢箱梁,边跨采用预应力混凝土箱梁,是我国第一座混合梁斜拉桥。

■图2-3-10 汕头礐石大桥

■图2-3-11 苏通长江公路大桥

苏通长江公路大桥(图2-3-11),主跨1088 m的钢箱梁斜拉桥,世界上首座突破千米的大跨度斜拉桥,目前是世界上第二大跨度的公路斜拉桥。该桥于2003年6月开工建设,2008年6月建成通车,建成时是我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型公路桥梁工程。该桥在国际上首创千米级斜拉桥结构体系技术、新型结构及特殊设计方法,大型深水群桩基础施工控制技术,千米级斜拉桥塔梁索施工控制技术。荣获2008年度国际桥梁大会“乔治·理查德森奖”、2010年度美国土木工程师协会“杰出工程成就奖”、2010—2011年度“中国建设工程鲁班奖”、2010年度“国家科学技术进步奖一等奖”。

(二)跨江高铁斜拉桥

对于基础工程复杂、墩台造价较高的大桥或特大桥,以及靠近城市、铁路公路均较稠密而需建造铁路桥和公路桥以连接线路的情况,为了降低造价和缩短工期,可考虑造公路、铁路同时共用的桥(也称“公铁两用桥”),而采用斜拉桥桥型的,便称之为“公铁两用斜拉桥”。我国第一座公铁两用斜拉桥是2000年建成的芜湖公铁两用长江大桥。该桥主跨312 m,受净空的限制,主塔设计得很低,承载的虽不是高速铁路荷载,却是中国重载桥梁跨度发展的一个里程碑,是新中国桥梁建设事业的第四座里程碑。

20世纪,中国新建铁路桥梁设计运行速度一直不超过160 km/h,直到1998年秦沈客运专线开工建设,其最高设计运行速度提高到250 km/h,这是中国建设更高速度铁路的第一次尝试。

21世纪初,以京沪高铁和武广客运专线开工建设为标志,中国开始了大规模的高速铁路建设,最高设计运行速度达到350 km/h。随着中国高速铁路的迅速发展,我国建设了大量跨越长江的大跨度高速铁路斜拉桥。为了节省桥位资源,大多采用公铁两用合建的方式建造,如京广高铁线上的武汉天兴洲长江大桥、武黄城际铁路线上的黄冈长江大桥、合福铁路线上的铜陵长江公铁大桥、沪通铁路线上的沪通长江大桥、锡常泰都市圈城际铁路线上的常泰长江大桥。

武汉天兴洲长江大桥(图2-3-12)为主跨504 m的钢桁梁斜拉桥,承载4线铁路和6车道高速公路。该桥于2004年9月开工,2009年12月建成通车,在世界同类桥梁建设中创造了“跨度、速度、荷载、宽度”四项世界第一。首创的三索面三主桁斜拉桥技术、铁路钢桁梁桥双层整体桥面技术,实现了我国大跨度铁路钢桥从传统的明桥面向整体式桥面、从单一的两片桁向多片桁、从散拼架设到整体制造架设的技术升级。该桥是新中国桥梁建设事业的第五座里程碑,荣获2010年度国际桥梁大会“乔治·理查德森奖”、2013年度“菲迪克(FIDIC)百年重大土木工程项目优秀奖”、2013年度“国家科学技术进步奖一等奖”。

■图2-3-12 武汉天兴洲长江大桥

黄冈长江大桥(图2-3-13)为主跨567 m的钢桁梁斜拉桥,承载2线高速铁路和4车道高速公路。该桥于2010年2月开工,2014年6月建成通车。该桥的主桁杆件倾斜度、斜拉索破断力和抗压抗拉支座均居世界已建成桥梁前列。

■图2-3-13 黄冈长江大桥

铜陵长江公铁大桥(图2-3-14)为主跨630 m的钢桁梁斜拉桥,承载4线高速铁路和6车道高速公路。该桥于2010年4月开工,2015年6月建成通车。该桥的深水大型沉井基础施工、大跨度桥梁无碴轨道施工、钢梁桁片式制造架设技术处于世界领先水平。(www.daowen.com)

■图2-3-14 铜陵长江公铁大桥

沪通长江大桥(图2-3-15)为主跨1092 m的钢桁梁斜拉桥,承载4线高速铁路和6车道高速公路。该桥于2014年3月开工,2020年7月建成通车,是世界上首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥。该桥的工程规模和施工难度创造了中国桥梁和世界桥梁建设的多个纪录,代表了当前中国乃至世界桥梁建设的最高水平。

■图2-3-15 沪通长江大桥

常泰长江大桥(图2-3-16)是长江上首座高速公路、城际铁路、一级公路“三位一体”的过江通道,于2019年1月开工,工期预计为5年半。常泰长江大桥位于泰州大桥与江阴大桥中间,跨江连接常州与泰兴两市。主航道桥采用主跨1176 m的钢桁梁斜拉桥,刷新了公铁两用斜拉桥的世界纪录。两侧连接天星洲和录安洲的两座388 m跨度的拱桥也将成为世界上最大跨度的公铁两用钢桁梁拱桥。

■图2-3-16 常泰长江大桥(效果图)

(三)跨海斜拉桥

我国海洋面积广阔,跨海桥梁工程是交通基础设施的咽喉要道和关键节点,对推动国家海洋强国、交通强国战略,“一带一路”倡议,以及促进社会进步具有举足轻重的作用。目前,我国桥梁工程不断从内陆向近海延伸,东海大桥、杭州湾跨海大桥、港珠澳大桥、平潭海峡公铁大桥等跨海桥梁相继建成。我国近海桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就,创造了世界建桥史上的一个又一个奇迹。

东海大桥(图2-3-17)位于杭州湾口、黄海和东海的交界处,全长32.5 km,主航道桥为跨度420 m的钢箱结合梁斜拉桥。该桥于2002年6月开工,2005年5月建成,是我国第一座跨海大桥。它的建成为后来杭州湾跨海大桥、港珠澳大桥等其他海洋桥梁工程建设提供了宝贵的经验。该桥首创了主梁工厂预制、大节段整体吊装技术,研发了2500 t大型浮吊;研制了海上高性能混凝土,实行了多种防腐措施,提高了混凝土结构的耐久性;采用GPS(全球定位系统)定位技术建造了大型耐风浪的施工平台。该桥荣获2006年度“中国建筑工程鲁班奖”、2007年度“国家科学技术进步奖一等奖”。

■图2-3-17 东海大桥

杭州湾跨海大桥(图2-3-18)位于杭州湾内,全长36 km,北通航孔为主跨448 m的钢箱梁斜拉桥。该桥于2003年6月开工,2008年5月建成通车。该桥首创大型箱梁的整体预制和防裂技术;首创重型箱梁的陆上移运技术;首创海上重型运架专用设备的研制技术;首次采用大范围风障技术以改善高桥面行车风环境;较为系统地解决了潮差大、流速大、波浪高、冲刷深、软弱地基等恶劣海洋环境建桥问题。该桥荣获2011年度“中国建设工程鲁班奖”、2012年度“国家科学技术进步奖二等奖”。

■图2-3-18 杭州湾跨海大桥

港珠澳大桥(图2-3-19)位于珠江口的伶仃洋,东起香港国际机场附近的香港口岸人工岛,向西横跨伶仃洋海域后连接珠海和澳门人工岛,止于珠海洪湾,全长约55 km。港珠澳大桥分别由三座通航桥(青州航道桥、江海直达船航道桥、九洲航道桥)、一条海底隧道、四座人工岛及连接桥隧、深浅水区非通航孔连续梁式桥和港珠澳三地陆路联络线组成。该桥于2009年12月开工建设,2018年10月建成通车。大桥主体工程采用桥隧组合方式,全长约29.6 km,海底隧道长6.7 km。港珠澳大桥是目前世界上最长的跨海大桥,同时也是中国建设史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁项目。

■图2-3-19 港珠澳大桥

■续图2-3-19

青州航道桥为主跨458 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,塔顶结型撑吸收“中国结”的文化元素,将最初的直角、直线造型“曲线化”,使桥塔显得纤巧灵动、精致优雅。江海直达船航道桥为主跨2×258 m的单索面三塔钢箱梁斜拉桥,主塔塔冠造型取自“白海豚”元素,与海豚保护区的海洋文化相结合。九洲航道桥为主跨298 m的双塔单索面钢混组合梁斜拉桥,主塔造型源自“风帆”,寓意“扬帆起航”,与江海直达船航道桥塔身形成序列化造型效果,桥塔整体造型优美,具有强烈的地标意味。

平潭海峡公铁大桥(图2-3-20)起于福州市长乐区松下镇,全长16.34 km,经过四座岛屿后到达平潭岛。其中通航孔桥有三座(元洪航道桥、鼓屿门水道桥和大小练岛水道桥),最大主跨为532 m,均为双塔双索面钢桁梁斜拉桥。承载2线I级铁路和6车道高速公路。2013年11月动工建设,2020年12月正式通车运营。该桥首次采用直径4.5 m一次成孔钻孔桩;首次采用整孔全焊、整孔架设钢桁梁;钢桁梁的铁路桥面首次采用预制预应力混凝土槽形梁;研发了3600 t运架一体的桥梁用大型浮吊“海鸥号”。该桥是世界上第一座真正意义上的公铁两用跨海大桥。

■图2-3-20 平潭海峡公铁大桥

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