基建高手再次刷新世界纪录!这座在建大桥举世无双

2018/10/09 16:46人民日报客户端

9月28日,沪通长江大桥北侧主塔成功封顶,世界最高公铁两用大桥主塔高度纪录被中国建设者正式刷新。高达330米的大桥主塔如擎天柱一般矗立在滚滚长江之中,成为中国桥梁建设的最新丰碑。

今天,超级建筑给大家揭秘这座超级工程世界最高主塔、世界最大沉井建设及世界最大承台施工的关键过程。

▲刚刚封顶的沪通长江大桥北侧主塔

▲刚刚封顶的沪通长江大桥北侧主塔

沪通长江大桥全称为沪通长江公铁两用大桥,位于长江江苏南通和张家港段,连接南通市和张家港市,全长11072米,主跨1092米,是国内最大跨度的斜拉桥,也是世界上首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥,被誉为正在改写世界桥梁建设历史的超级工程。

一、为什么要建这么高的主塔?

沪通长江大桥的主塔高达330米,相当于110层楼的高度。站在大桥主塔的顶端,看江面过往的巨轮宛如一叶小舟。而在江面,根本看不清塔顶的施工场面。那么,为什么要建这么高的主塔呢?能不能不建主塔,或者建一座矮一些的主塔呢?

在建沪通长江大桥的桥址位于长江下游,是长江航道船只通往上海及抵达长江入海口的咽喉要道。为了使这座公铁两用大桥尽量减少对长江航运的影响,沪通长江大桥采用斜拉桥设计方案,并将主跨设计为刷新世界纪录的1092米,桥面与江面的距离也设计为70米。以此来确保大型船只在长江水道的畅通无阻。

▲刚刚封顶的沪通长江大桥北侧主塔

▲刚刚封顶的沪通长江大桥北侧主塔

此前,超级建筑给大家介绍过,斜拉桥的主要结构包括索塔、主梁、斜拉索等组成部分。其中,索塔是斜拉桥的关键受力结构,斜拉桥跨度越大就要求主塔建设的越高。只有更高的主塔才能承载更大的垂直拉力,才能支撑和牵拉起大跨度主梁的巨大重量。

于是,沪通长江大桥将主塔设计为330米高,刷新了国内桥梁主塔建设的最高纪录,同时一举夺得全球公铁两用大桥最高主塔的桂冠。

9月28日,沪通长江大桥北侧主塔成功封顶,世界最高公铁两用大桥主塔横空出世。本文第三部分再对大桥主塔的建设做详细说明。第二部分主要给大家介绍沪通长江大桥世界最大沉井和世界最大承台建设的超级工艺。

二、主塔如何才能站稳江中?

要在长江中建设高达330米高的主塔绝非易事。沪通长江大桥主塔的高度相当于110层高楼,混凝土浇筑量高达7.3万方,使用钢筋1.1万吨,这体量在世界桥梁建设史上是绝无仅有的。

不仅是大桥施工建设的体量大,沪通长江大桥的建设质量要求也很高。根据设计要求,大桥必须可抵御14级台风、8级地震以及10万吨级船舶的撞击。将这样的巨无霸擎天柱插在滚滚长江之中,其难度无法想象。

沪通长江大桥主桥工程由中铁大桥院设计、中铁大桥局承建。这两家单位强强联合,组建了当今世界最强的建桥战队。但即使这样,面对沪通长江大桥这个创造多项世界之最的超级工程,所有人不敢有丝毫懈怠。

正如建设摩天大楼一样,建设大桥主塔也必须首先要打牢地基。而且桥塔的地基是建在长江里的,这比地面上的摩天大厦的地基施工难度更大。

一般的桥梁多采用桩基的方案。但由于沪通长江大桥跨度大、主塔高、荷载重,建设者经过研究比选,采用了钢度大、能抗震、受力大的沉井方式。

▲沪通长江大桥沉井浮运

▲沪通长江大桥沉井浮运

以前,超级建筑简要给大家介绍过大桥沉井的施工工艺,今天再进一步介绍一些更专业的知识。下面的第二个视频详细记录了沪通长江大桥28号主墩沉井的施工过程。时间约10分钟,稍后请大家仔细观看。

沪通长江大桥28号主墩的钢沉井于2014年2月下旬开始,在距离桥址11公里外江边船坞中加工制造;2014年6月23日通过浮运抵达桥墩地址。这也是世界最大的桥梁钢沉井,横截面达12个篮球场大小,重达15000吨,平面尺寸为86.9米×58.7米,高44米。然后再用混凝土接高至115米,下部为钢沉井,上部则是钢筋混凝土结构。真是个堪比航母的超级巨无霸。而这个巨无霸,将沉入长江,并且插入江底数十米。

▲沪通长江大桥沉井安装

▲沪通长江大桥沉井安装

在沉井抵达下沉地后的1个多月的时间里,施工方要攻克一系列世界性难题,完成一系列的高难度作业,这主要包括:对钢沉井进行精确定位、在沉井中灌水使之逐渐下沉、对沉井姿态进行及时纠偏调整、不断排沙吸泥使沉井插入河床、灌注混凝土不断加高沉井......直到这座世界第一钢沉井逐步完全稳定,成为承载沪通长江大桥最坚实的定海基石。

沉井封底施工完毕后,就在此基础上进行主墩基础承台浇筑施工,也就是建设大桥的底座。这是大桥建设从下部结构转向上部结构的重要分界点。

2016年7月31日晚,沪通铁路长江大桥28号主桥墩正式进入承台施工阶段。承台施工的主要任务是往沉井里浇筑混凝土,承台的浇筑高度是9米左右。2016年9月19日,28号主塔墩基础承台混凝土浇筑完成。

2017年12月1日,29号主塔墩承台浇筑完成。每个承台平面面积达5100平米,相当于12个标准篮球场大小。承台高9米,相当于3层楼高;承台共需钢筋7500吨,混凝土42900立方米,施工周期约1个半月。2017年12月23日,29号主塔墩塔座混凝土浇筑完成。

▲沪通长江大桥承台施工

▲沪通长江大桥承台施工

▲沪通长江大桥承台施工

▲沪通长江大桥承台施工

▲2017年12月初的沪通长江大桥全景,29号承台刚刚浇筑完毕,远处28号主塔正在进行塔柱施工。

▲2017年12月初的沪通长江大桥全景,29号承台刚刚浇筑完毕,远处28号主塔正在进行塔柱施工。

三、擎天柱如何直插云霄?

主塔的塔座施工完毕后,就开始建设主塔墩了。主塔塔座之上共分为下塔柱、下横梁、中塔柱和上塔柱四个部分。每个部分都有无数世界性的工程难题,等待建设者攻坚克难。沪通长江大桥共有北、南两座主塔柱。其中,北塔就是位于长江主航道南通一侧的第28号墩。

超级建筑以前给大家介绍过,斜拉桥主塔的塔型一般分为H形、倒Y型、A形、钻石形、单柱式、双柱式、门架式等,也有个别的采用V型、O型、或者混合型等,有的大桥设计师为了追求视觉效果还故意把主塔弄歪了斜了扭曲了等等。

由于沪通长江大桥主塔高度高、体量大,为增加主梁的横向刚度,主塔采用钻石形钢筋混凝土结构,与倒Y形、H形或A形主塔相比,钻石型主塔的构造和模板体系都更为复杂,施工工期也更长。

▲刚刚封顶的沪通长江大桥北侧主塔

▲刚刚封顶的沪通长江大桥北侧主塔

面对如此复杂的结构和庞大的施工量,项目组采用进口的DOKA液压爬模体系,合理地布置大型塔吊,大大缩短了施工所用时间。

2017年3月7日,28号墩主塔下塔柱顺利浇筑完成,进入下横梁施工;5月17日,28号主塔下横梁混凝土浇筑完成,主塔转入中塔柱施工。2017年12月28日,28号主墩中塔柱成功合龙,主塔施工高度达到210米。2018年1月18日,沪通大桥28号主墩完成首节上塔柱混凝土浇筑。2018年7月11日,28号塔完成第50节混凝土浇筑,主塔高度突破300米,上升到303米。2018年9月12日,28号墩主塔施工至54节,高度达322米。2018年9月28日,沪通长江大桥北侧主塔成功封顶,世界最高公铁两用大桥主塔横空出世。

目前,29号主塔正在加快建设中。

据统计,国内近期修建的大跨度桥梁主塔,主塔的平均施工速度为0.35至0.4米每天,而沪通长江大桥330米主塔仅用时两年便完成建设,相当于每天建设0.44米,创造了超高空主塔快速施工新纪录。

▲刚刚封顶的沪通长江大桥北侧主塔

▲刚刚封顶的沪通长江大桥北侧主塔

沪通长江公铁两用大桥是沪通铁路、通苏嘉城际铁路、锡通高速公路共同的过江通道,设计为上层6车道高速公路,下层4线铁路,全长11072米,主跨1092米,是世界上首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥。本次北侧主塔施工结束后,大桥将进入钢梁架设和斜拉索挂设施工阶段。

近年来,中国桥梁建设领域捷报频传,一大批超级工程举世瞩目。沪通长江公铁两用大桥就是其中的杰出代表。中国桥梁建设技术和实力已经处于世界工程领域的巅峰水平。预祝中国桥梁取得更大进展。期待沪通长江大桥早日建成!

责任编辑:Keyi

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