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来源: 桥梁建设报 荐读:微土木人,欢迎投稿! ◤ ID 张靖皋长江大桥 ●
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张靖皋长江大桥
● 开工时间: 2022年11月
● 籍贯 : 江苏省
● 类型: 悬索桥
● 跨径: 2300米(南航道桥),1208米(北航道桥)
● 特点: 南航道桥为世界最大跨度悬索桥,拥有世界最高悬索桥索塔、世界最长高强度主缆、世界最大地连墙锚碇基础、世界最大连续长度钢箱梁、世界最大位移量伸缩装置
● 建设单位: 江苏省交通工程建设局
● 设计单位: 中交公路规划设计院有限公司、华设设计集团股份有限公司联合体
● 施工单位: 中铁大桥局集团有限公司、中交第二航务工程局、中交路桥建设有限公司、四川公路桥梁建设集团有限公司、中交一公局集团有限公司、中国铁建大桥工程局集团有限公司
● 监理单位: 武汉大通工程建设有限公司、中铁二院(成都)咨询监理有限责任公司、中国船级社实业有限公司联合体
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张靖皋长江大桥工程位于澄通河段如皋沙群段,江阴长江大桥与沪苏通长江大桥之间,路线起自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,设置主跨1208米的北航道桥跨越长江如皋中汊,经靖江民主沙岛后,设置主跨2300米的南航道桥跨越长江主江航道,于张皋汽渡西侧登陆,向南沿现状及规划259省道布线,先后跨越南沿江公路、港丰公路、规划金港专用铁路,止于张家港疏港高速公路晨阳互通处,路线全长29.849公里。
项目全线采用高速公路标准建设,跨江段双向八车道,设计时速100公里;南、北接线为双向六车道,设计时速120公里。
其中张靖皋长江大桥跨江段范围为长江北大堤至长江南大堤之间的桥梁工程,桥梁总长7859米,自北向南分为北引桥、北航道桥、中引桥、南航道桥、南引桥五部分,北航道桥为主跨1208米双塔单跨吊悬索桥,南航道桥为桥跨布置2300米+717米的双塔双跨吊悬索桥,北引桥长1069米,中引桥长2032米,南引桥长533米,均为预应力混凝土连续钢构桥。
独特之处
世界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。
主桥施工工艺复杂、安全风险高、施工难度大
充分发挥钢管混凝土优异的承压性能的同时,可以减小塔身自重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。
世界首创超大规模双回字复合地连墙锚碇基础
双层地连墙+填芯形成复合结构保证整体性和基坑开挖安全,降低施工对长江大堤影响。地连墙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,永临结合,降低造价。
世界首创超大型自平衡装配式索鞍
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。
世界首创智能感知可更换锚固体系
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。
世界首创全桥一体化智能防腐体系
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。
创新之处
超大双回字型刚性连接地连墙施工关键技术
为了完成超大双回字形刚性连接地连墙施工,研究使用了超大地连墙槽壁稳定控制及高效成槽技术,大节段异形钢箱、钢筋笼制作及吊装技术,钢箱、钢筋笼精确对接及线形控制技术,钢箱防变形控制技术,混凝土防绕流控制技术,刚性接头清理及刷壁技术,地连墙智能建造关键技术以上七项技术,通过抬高导墙、降低地下水水位、槽壁加固等多种方法保证槽壁稳定,以及创新使用抓铣结合成槽的工艺,做到了加快施工进度的同时减少了废浆率;研发了多种工装,如特制吊具,对钢筋笼进行加强设计,保证了地连墙钢箱、钢筋笼的顺利下放;在钢箱及钢筋笼下放阶段,通过在钢箱上安装的倾角传感器,确定钢箱的姿态,并根据实测姿态数据进行姿态调整;通过安装防绕流水袋和回填碎石完全阻塞混凝土绕流通道,降低混凝土绕流风险;通过智能传感器、工地视频摄像头,对工地进行BIM建模,做到地连墙施工全过程可测可视可控。
超高钢箱—钢管约束混凝土组合索塔施工关键技术
根据钢塔结构特点,结合设计需求和吊装能力,对钢塔节段吊装、焊接拼装及精度控制措施进行研究,通过设置智能吊具,并借助BIM智能建造平台实现钢塔柱节段虚拟拼装,利用有限元仿真模拟技术配合分析主塔施工过程中的作用效应,从而实现大吨位钢塔柱高效、精确的安装。利用有限元仿真软件,模拟主塔施工全过程,计算索塔在大型塔吊附着、偏日照作用及风力作用等环境因素下的应力及姿态变化,优化施工方案,通过设置相关技术措施确保索塔线形的准确。
通过资料调研、理论分析等手段,研究钢管混凝土材料配合比及超高混凝土泵送布置形式、混凝土浇筑工艺及混凝土水化热控制方案,依托既有项目进行现场工艺试验,通过试验选择最优泵送工艺、混凝土温控措施及混凝土质量检测方法。针对塔顶高强韧高抗裂混凝土质量要求高,提出合理的配合比及施工方法,确保施工质量。
张靖皋长江大桥是国家发展改革委发布的《长江干线过江通道布局规划(2020—2035)》中 “十四五” 重点推进的过江通道项目,它连接张家港、泰州靖江和南通如皋三市,是目前在建的世界最大跨度桥梁,是“中国桥”首次突破2000米跨径大关的开篇之作。张靖皋长江大桥计划于2028年建成,建成后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、推进跨江融合发展等具有重要意义。
监制 |舒智明 审核 |祁曙光 项目总工程师潘军
编辑 |何敏 姜洋 文字整理 |孙啸
内容来源| 中铁大桥局张靖皋长江大桥项目经理部
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