【桥隧创新周周探】张靖皋长江大桥
:跨江段全长7859米,其中南航道主跨2300米,北航桥主跨1208米。
特点:工程规模大、桥梁跨径大、施工难度大、安全风险大、大型设备多、环保要求高
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张靖皋长江大桥连接苏州、泰州和南通三市,起自南通市如皋石庄镇西侧与沪陕高速公路交叉处,向南经石庄工业园、如皋港区后,于如皋华泰重工厂区处进入长江,跨越长江如皋中汊,经泰州市靖江民主沙岛,跨越长江主江航道后,于苏州市张家港张皋汽渡上游约400米处登陆,后沿现状及规划259省道走廊继续向南,止于疏港高速公路晨阳互通,接现状张家港疏港高速公路,路线公里。
南航道桥作为张靖皋长江大桥跨江段控制性工程,在前期研究阶段,综合考虑了桥位处河势、通航、防洪等建设条件和控制因素,首先应避免12.5米深水航道及其摆动范围内设置桥墩并综合考虑适应未来航道变化,其次应控制江域范围内大型阻水构件的数量及规模以满足河势、防洪相关要求,由此创下六项“世界之蕞”
南航道桥主缆长度4450米,主缆强度2200MPa。
南航道桥南锚碇基础长110米,宽75米,地连墙深83米,基坑开挖51米。
南航道桥为2300+717米两跨吊连续钢箱梁悬索桥,蕞大连续长度3017米。
南航道桥钢箱梁两端设置伸缩量为3120毫米的伸缩装置。
在充分考虑结构物自重,温度、汽车荷载,地质条件和地下水位,抗震要求,风致振动影响,金属腐蚀,施工风险,现有技术储备等众多因素基础上,通过理论计算,专题研究,模型试验和工艺试验,南航道桥建设将实现六项“世界首创”。
1.首创超大跨度悬索桥主缆自平衡结构体系
采用自行走滚轴式主索鞍结构,实现温度、汽车荷载等常遇荷载作用下,两侧主缆水平分力和索鞍滚动摩擦力三者自平衡,水平力即为量值极小的滚动摩擦力,较好地释放了非对称超长边跨带来的塔顶巨大不平衡水平力,有效改善了索塔受力,减小了基础规模。
2.首创超高钢箱—钢管约束混凝土组合索塔
充分发挥钢管混凝土优异的承压性能的同时,可以实现减小塔身自重50%,实现索塔节段工厂制造、现场吊装的装配化施工,工程质量可以得到充分保障,并且可以有效避免索塔出现裂缝的情况。
3.首创超大规模支护转结构复合地连墙锚碇基础
双层地连墙+填芯形成复合结构保证了整体性和基坑开挖安全;基础分隔舱进行水下开挖、水下封底,降低基坑开挖的风险;通过深层地基加固处理,大幅降低基础开挖深度及施工风险;地连墙槽段采用刚性接头保证基础整体性,既为围护结构也是永久受力结构。
采用摩擦系数极小的滚轴摩擦实现自行走功能,并通过设置纵向挡块,使索鞍只发生有限位移,确保结构安全,针对百年风(强风)、地震等偶然作用,通过阻尼装置,使索鞍处于制动状态,保证全桥的安全稳定。
通过在前锚面连接器两侧预埋固定端锚具,在更换施工时安装自锁式工具拉杆和两瓣式压板,以实现连接器、拉杆组件和预应力锚固体系的整体更换。通过埋入湿度传感器、探测仪等检测器件,实现智能感知,以更好地监测锚固体系工作状态。
将主缆、鞍室、锚室、主梁、索塔尽可能共用除湿设备,以制备站形式代替传统分离除湿机,统筹优化气流组织,并进行干空气的回收再利用;主缆外设4根通风管、中心设1根通风管道,使主缆钢丝处在低压干燥空气环境中。整个系统能耗更低,管养更方便,更为绿色环保。
六个“世界首创”的关键技术创新,体现了安全风险防控、品质工程提升、智能建造、绿色低碳等新技术集成应用,彰显“交通强国建设江苏样板标志性工程,中国桥梁科技创新引领代表性工程,世界特大跨悬索桥建设里程碑工程”建设目标。
张靖皋长江大桥是国家发展改革委员会印发《长江干线号)中明确的“十四五”期间重点推动建设的过江通道项目,也是《江苏省长江经济带综合立体交通运输走廊规划(2018-2035年)》(苏政发〔2018〕116号)明确的过江通道重点实施项目。项目的建设对落实长三角区域一体化发展和长江经济带发展国家战略,优化长江干线过江通道布局,完善区域路网布局,推进跨江融合发展具有十分重要的意义。
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