【強信心 開新局】
◎本報記者 矯 陽
在安徽省銅陵市,位于既有銅陵長江公路大橋上游約720米處,一座紅色斜拉—懸索協作體系雙層公鐵兩用鋼桁梁橋,已在長江上展露。8月20日,記者在現場看到兩側橋塔高高聳立,主纜下方,懸吊著一段600多米的懸索主梁,而南北兩側橋塔,各有一段近300米的斜拉段主梁,分別由幾十根斜拉索拉住,同時伸向懸索主梁。
這座在建橋梁為G3(京臺高速)銅陵長江公鐵大橋,是世界范圍內首座千米級雙層公鐵兩用斜拉—懸索協作體系鋼桁梁橋,全長11.88公里,主跨988米,具有高速公路、城際鐵路、貨運鐵路3種過江功能。
“再過幾天,懸吊段主梁即將與兩側的斜拉段主梁同時牽手,實現全橋合龍。”中鐵大橋局G3銅陵長江公鐵大橋項目經理劉幸福告訴記者,這種兩個合龍口同步安裝的方式,在世界范圍斜拉—懸索體系橋型建設中尚屬首次。
G3銅陵長江公鐵大橋上層為六車道高速公路,下層為四線鐵路(雙線貨運+雙線高速客運),兼具斜拉橋和懸索橋的優點,具有結構新、跨度大、荷載重的特點。大橋公、鐵荷載總和換算后相當于28車道公路載荷,總重在世界公鐵兩用橋中位居前列。
G3銅陵長江公鐵大橋為何要設計成千米級斜拉—懸索協作體系鋼桁梁橋?“根據通航等要求,跨江主橋考慮988米主跨方案,適合此種跨度的橋型有斜拉橋、懸索橋和斜拉—懸索協作體系橋型。”中鐵大橋院總工程師肖海珠說,三種方案在技術上均可行,但在結構剛度、布置合理性、施工方案及工期、經濟性等方面優缺點不同。經過充分比選,斜拉—懸索協作體系橋在主梁豎向剛度、對地形適應性、施工難度和工期等方面均具有一定的優勢,尤其是經濟性方面優勢更為突出,最終設計采用了斜拉—懸索協作體系橋方案。
在設計過程中,設計團隊面臨著巨大挑戰。斜拉—懸索橋體,同時以千米跨度在高鐵橋梁上應用,這種全新的橋梁結構前所未有,缺乏成熟可參考的技術經驗,在設計研究過程中,必須探明解決各種不可預見的難題。經過大量分析研究,設計團隊發現了主梁縱向位移變化規律、主梁剛度對端部吊索疲勞性能影響,首創交叉區段斜拉索和吊索錯開錨固的方式及合龍安裝方法。
僅以全新的合龍方式為例。“世界已有的斜拉—懸索協作體系橋的合龍方式,是兩端同時向跨中先安裝斜拉段再安裝懸索段,最后在跨中位置合龍,只有一個合龍口。”中鐵大橋院G3銅陵長江大橋項目負責人邱峰說,這種安裝方法,一是進度慢,只能按部就班按一個順序來;二是工序復雜,輔助措施多,在安裝懸吊段時,要不停地將吊索由臨時轉化為永久。而同步安裝方法既方便又快速,粗略估計,至少可以節省3—6個月工期。
大橋建設還創新多種新裝備,如世界首個9米分段智能液壓爬模。
爬模,即爬升模板,給建設者提供空中“落腳地”。“以往的爬模工藝,單節混凝土施工高度都在6米以下,我們首次將單次澆筑高度提高到9米。”劉幸福說,與6米節段施工相比,9米爬模可減少12個施工輪次,在同等帶模養護條件下,理論上可減少工期約120天。
專家認為,G3銅陵長江公鐵大橋建設在理論、體系、工法和結構進行了四大方面創新,為“中國橋”再添新橋型,給未來建設同類橋梁提供了很好的借鑒和參考。
G3銅陵長江公鐵大橋是《長江干線過江通道布局規劃(2020—2035年)》中規劃的過江通道之一,于2022年1月開工建設。截至目前,全橋59個節段鋼梁架設僅剩兩個用于合龍的節段。大橋建成后,對于發揮皖江承東啟西、連接長三角和川渝鄂贛的中樞作用,促進區域交通優化發展、完善過江通道布局具有重要意義。
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