沪通铁路长江大桥主跨1092m公铁两用斜拉桥方案技术可行性论证_白慧明
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高宗余:设计世界一流大桥作者:暂无来源:《今日中国·中文版》 2016年第10期文|本刊记者周琳上海市与江苏省南通市是两座公路里程相距近130公里的城市。
在规划蓝图上,这两座城市将被一座跨度为1092米的公铁两用斜拉桥连通。
这座被称为沪通铁路长江大桥的斜拉桥,建成后将是当今世界上跨度最大的公铁两用斜拉桥。
大桥从2003年规划到2014年破土动工,计划到2019年建成。
届时,上海和南通两市的车程将缩减为1小时。
用整整15年时间孕育这座大桥的人叫高宗余,他是中铁大桥勘测设计院集团有限公司总工程师。
他说,自己的人生就是由二十几座桥梁连接起来的。
跨度决定难度“桥梁建设20世纪70年代以前看欧美,90年代看日本,21世纪看中国。
”这是在桥梁建设行业流行的一句话。
现代建桥看中国,不仅指中国建桥数量上的优势,而且在质的指标上,衡量桥梁技术水平和建设能力的标志是看桥梁的主跨长度。
跨径越大,技术难度也就越大。
另外一个标准就是创新。
在2012武汉国际桥梁科技论坛上,高宗余难以抑制激动的心情,对外发布了一条喜讯:沪通铁路长江大桥将采用主跨达1092米的公铁两用斜拉桥方案,这将两倍超过刚刚刷新跨度世界纪录的武汉天兴洲公铁两用长江大桥,成为世界上首座超过千米跨度的公铁两用桥梁。
作为沪通铁路全线的控制性工程,沪通长江大桥主塔高达325米,为世界上最高公铁两用斜拉桥主塔;主航道桥主跨1092米,是目前世界上最大跨度公铁两用斜拉桥;大桥工程所用钢筋约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。
大桥建成后能抵御14级台风、8级地震、10万吨级船舶的撞击。
大桥的两个主塔桥墩建设,也就是28号桥墩和29号桥墩,是整个大桥建设工程的重要节点性工程。
29号钢沉井共有56米高,总重量超过了15000吨,比28号钢沉井重500吨,再次刷新世界最大钢沉井纪录。
因为大桥的工程规模之大,施工难度之大,创造了世界桥梁和中国桥梁建设的多个之最,代表着当前中国乃至世界桥梁建设的最高水平。
沪通长江大桥超长双整体节点箱形弦杆制造关键技术研究摘要:沪通长江大桥为双塔连续钢桁梁斜拉桥,主跨达到1092m,在国内同类型桥梁中跨度最大。
主梁采用双节点整体桁片式结构,双节点杆件长约28m,箱体内高2200mm,内宽1000mm,最重杆件约108吨。
本文结合杆件结构特点,提出各项优化工艺,实现对超长双整体节点杆件几何尺寸、焊接收缩、扭曲、旁弯及线形控制,解决超长杆件工厂制造关键技术各项难题。
关键词:沪通桥;双整体节点;超长杆件;新材料;变形控制;Q500qE。
一、工程概况1.1桥梁概况沪通长江大桥主梁跨度布置为:(142+462+1092+462+142)m,全长2300m,采用三片主桁结构,标准段主梁桁高为16.0m,桁宽2×17.5m,桁式采用“N”形桁,节间距分为14m。
桥梁立面布置图如图1.1-1,一般桁段立体图如图1.1-2。
图1.1-1 桥梁立面布置图图1.1-2 一般桁段立体图1.2沪通桥下弦杆结构分析沪通桥下弦总长28000mm,最大高度4224mm,最大宽度1650mm,箱体内高2200mm,内宽1000mm,最大重量约108吨。
下弦腹板由两块异形大节点板与三块方板不等厚对接而成,一侧腹板加劲肋在箱内,另一侧腹板加劲肋在箱外。
顶、底板均为通长方板,下弦顶底板均为覆盖式,其大节点板穿过顶板开孔槽。
图1.2-1 下弦杆立体图二、超长双整体节点箱形弦杆技术特点及重难点分析2.1沪通桥下弦杆件长达28m,截面为1.2m×2.2m箱型,相对形成细长杆,长细比很大,其力学特性决定了其整体刚度相对较弱,制造过程中的上拱及侧弯、扭曲变化难控制,其双整体节点结构特点在《铁路钢桥制造规范》中没有具体条目规定,需要制定专门制造验收规范。
2.2边桁杆件不对称结构,其焊接变形易造成杆件旁弯,如何控制杆件的焊接变形是杆件制造的重点和难点。
箱体两侧不对称焊接对杆件旁弯的影响,横向焊缝焊接对杆件长度的影响都比较难控制。
2019 No.22池凌杰等:预制拼装城市高架桥施工控制要点与效益分析45靠。
混凝土预制构件的边、角可采用柔软的织物或 海绵等进行包裹,避免或降低构件在意外碰撞或滑移情况下造成外观受损。
此外,在运输某些大尺寸构件时,运输车辆在 城市道路上基本无法掉头,所以在构件装车前,应 结合现场施工环境、施工顺序等因素确定好构件装 运顺序和方向,便于构件卸车,提高工作效率。
4预制拼装技术优缺点分析通过康桥路一上塘路节点提升工程应用,总结 该技术优缺点如表2所示。
assembly technology表2预制拼装技术优缺点Table 2 Advantages and disadvantages of prefabricated优点缺点可节约大量现场劳动力构件加工精度要求高对施工场地要求较低对预制厂专业技术工人操作水平要求高现场无须搭设支架和模板,避免支模架坍塌风险在工程达到一定规模后建造成本将低于现浇工艺,否则成本略高于传统现浇模式施工速度快对现场吊装机械和安装人员操作水平要求较高对周边环境和交通影响小,对预制构件的运输路线限制较大,工程质量、安全有所保证目前暂无国家级标准或规范5预制拼装技术效益分析依托工程施工内容包括预制拼装段和现浇段,通过对施工过程中的各项数据汇总对比,在以下5 个方面进行了分析。
5. 1精细化管理构件工厂化生产模式将施工现场大量的重复 性工作转移到预制厂内进行,由具有一定知识水平的技术工种在机械化程度较高的生产线中进行生产,数字化控制各类原材料的使用,保证产品生产 质量,严格控制污染物的处理和排放。
精细化管理 模式对人、材、机进行统一调配,严格控制各项投入是现场粗放型的管理模型向精细化管理模式进行 的一种改变。
5.2生产效率在整个预制拼装生产过程中,构件加工制作约占总时间的70%,构件运输约占20%,现场安装约 占10%。
而在出具加工图后即可开始构件加工,不 受其他工序的制约影响,从而显著缩短施工工期。
七律·喜吟沪苏通长江公铁两用特大桥建成通车●张荣生万里长江入海宽,曾教老辈足违南。
廿年规画挥风雨,六载施工驾舰船。
多少艰难凶化吉,一朝奇迹梦成圆。
四通八达北三角,从此跻身上广圈!(2020-07-06,上午,于南通市德民花苑。
)注释:1.解题,诗为2020年7月1日上午10点,建筑工期达6年之久的、特别巨大的跨越长江桥梁工程——沪苏通长江公铁两用特大桥,举行建成通车仪式。
其时,生玲前往海安市看望帅哥-申嫂,正在专程旅行途中。
于海安火车站站前广场搭乘市内公交车,年轻的驾驶员兀自带着掩抑不住的热情洋溢,向包括笔者在内的车内乘客,絮叨不绝地讲说刚才从车载江苏交通广播电台聆听现场直播得知的通车典礼盛况,一边强调该工程对于包括海安在内的苏中、苏北地区沟通与全球特大都市上海之间的经济交往、人文联系的伟大价值和深远意义。
笔者对该工程早有关注,几年前,曾经跟随江苏省如皋中学1967届初中部初三(1)班老同学周志成、王扬生、周其华,前往大桥工程江北施工现场实地参观,自那为始,时常惦记着,日夜巴望其早日建成,竣工通车。
抚今思昔,展望未来,深知此事非同小可:不但在中国桥梁史上,尤其在南通-苏中-苏北的交通发展史上,实在是具有“划时代”的重要价值,“里程碑”的重要意义。
其在经济、人文、国防上的价值和意义,任凭怎样估量,都不为过分!欣闻喜讯,激动无已,口占有作,录稿成诗。
2.首联,谓南通地区是江苏、乃至全国的“经济发达地区”,在“天时、地利、人和”三方面之中,第一项与第三项与市外各地差异小,唯有第二项,兼得其“背反”两面,即:在水利上获益于长江,旱涝保收;而在交通上则受制于长江,迂回绕远。
(按:古代以水路交通为主,南通尚称便捷,州名于是而得;随着经济社会事业迅猛发展进步,空航便捷而荷载小,水运价廉而速度慢,故而现当代交通运输以陆路为主,尤以高速公路、城际铁路为代步工具,则南通市在陆路上“向南不通”的矛盾日益突出。
中铁大桥勘测设计院集团有限公司2019年05月2341●中铁大桥勘测设计院集团有限公司成立于年。
●建院以来,共勘测设计了公路、铁路、市政等大型、特大型桥梁1000余座,其中长江大桥60余座、黄河大桥30余座、跨海大桥30余座,工程项目遍布全国各地及世界十余个国家与地区。
●先后培养了3名中国工程院院士、6名全国设计大师、30名国家级专家、2名省级勘察设计大师。
南通苏通桥通苏嘉城际●沪通铁路的控制性工程;●位于江阴长江大桥下游45km ,苏通长江大桥上游40km ;●4线铁路和6车道高速公路合建;●双层桥面钢桁梁;●是继武汉长江大桥、南京长江大桥之后又一座具有跨时代意义的公铁两用跨江大桥。
桥型:斜拉桥跨度:主跨1092m,世界第一公铁两用斜拉桥塔高:325m施工:28m大节段钢桁梁整体拼装用钢量:13万吨桥型:钢桁拱桥跨度:主跨336m,世界第一公铁两用刚性梁柔性拱桥施工:先梁后拱用钢量:3.24万吨桥型:简支钢桁梁跨度:112m,共26孔施工:杆件拼装用钢量:0.34万吨沪通长江大桥全桥用钢量●三索面三主桁箱桁组合结构;●自重轻,刚度大、受力明确,行车性能优越;●体现了世界钢桥结构发展方向;Q500qE钢材及2000MPa斜拉索均是首次在行业内使用。
●全焊接技术整体制造;●大吨位航运、架设;●工厂化、装配化;2014年8月,中国铁路总公司确定开展BIM工作试点工程,共15个项目,沪通长江大桥为3个桥梁试点项目之一。
BIM 组织与应用环境2BIM 技术应用3结语4工程概况1设计单位咨询单位建设单位钢梁制造单位软件环境标准制定需求调研信息整合EBS和IFD编码……模型分解协同工作钢结构混凝土结构精细化建模……设计方案优化构件库分析计算二维出图工程量统计……模型轻量化可视化交底进度管理物联网任务推送……基于BIM模型的健康监测管理系统ABCTekla StructuresAutodeskNavisworks自主研发CPU:I7‐4800M; 显卡:NVIDIA Quadro K1100M;内存:32G;硬盘:512G HDD。
1003-4722201402-0001-05沪通长江大桥主桥技术特点高宗余(中铁大桥勘测设计院集团有限公司,湖北武汉430056)摘要:沪通长江大桥为公铁两用桥,主桥为(142+462+1092+462+142)m斜拉桥,通行4线铁路、6车道高速公路。
主梁采用钢桁梁结构,箱桁组合截面,设置3片主桁,桁宽35m,桁高16m,桁梁不同区段分别采用Q500、Q420、Q370不同强度等级的钢材。
钢桁梁节段在工厂采用全焊接技术整体制造。
主梁的纵向约束方式为在桥塔处设置阻尼约束和限位装置,其余各墩均设置活动支座。
桥塔为钻石形,高325m,采用C60高性能混凝土。
斜拉索采用强度2000MPa的高强度平行钢丝索。
桥墩采用沉井基础,下部为钢结构,上部为钢筋混凝土结构。
关键词:公路铁路两用桥;斜拉桥;钢桁梁;组合截面;整体钢桥面;全焊接整体制造;斜拉索;沉井基础中图分类号:U448.27;U442.54文献标志码:ATechnicalCharacteristicsofMainBridgeofHutongChangjiangRiverBridgeGAOZong-yu(ChinaRailwayMajorBridgeReconnaissance&DesignGroupCo.,Ltd.,Wuhan430056,China)Abstract:TheHutongChangjiangRiverBridgeisarail-cum-roadbridge.Themainbridgeofthebridgeisthecable-stayedbridgehavingspanarrangement(142+462+1092+462+142)mandisdesignedtocarry4-trackrailwaysand6-laneexpressways.Themaingirderisthesteeltrussgirderstructureandinthecrosssection,thestructureisoftheboxbeamandtrussgirdercompositesection.Themaingirderiscomprisedofthreemaintrusses,thewidthofthetrussesis35mandtheheightis16m.Inthedifferentsectionsofthetrussgirder,thesteelsQ500,Q420andQ370ofdifferentstrengthgradesareemployed.Theblocksofthetrussgirderaretobeinte-grallymanufacturedinshop,utilizingtheall-weldingtechniques.Thelongitudinalrestraintwayforthemaingirderisthatthedampingandlimitingdevicesaretobesetatthepylonsandontherestofallotherpiers,theslidingbearingsaretobeemployed.Apylonofthebridgeisofthedia-mondshape,thepylonis325mhighandistobeconstructedwithC60highperformancecon-crete.Thestaycablesareformedbythehigh-strengthparallelsteelwireswiththestrengthofeachwirebeing2000MPa.Thepiersaretobesupportedonthecaissonfoundations,thelowerpartsofwhicharethesteelstructuresandtheupperpartsaretheconcretestructures.Keywords:rail-cum-roadbridge;cable-stayedbridge;steeltrussgirder;compositesection;integralsteeldeck;integralmanufacturingbyall-welding;staycable;caissonfoundation1概述公铁合建桥梁将铁路、公路两种线路功能在一座桥上实现,可节约桥位资源、节省工程投资,减少收稿日期:2013-02-06建桥对水环境的影响。