世界上首座高速鐵路懸索橋、世界上主纜直徑最大的懸索橋、世界上陸地沉井基礎(chǔ)面積最大的懸索橋……12月11日,五峰山長江大橋建成運(yùn)營,10點(diǎn)10分,揚(yáng)州東首發(fā)G8301次列車從大橋通過。這座大橋早在建設(shè)之初,就憑借其刷新的多項(xiàng)世界紀(jì)錄得到廣泛關(guān)注。
五峰山長江大橋是連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路的關(guān)鍵控制性工程,位于連鎮(zhèn)高鐵揚(yáng)州東至大港南站間,是世界上首座運(yùn)行荷載量最大的高速公鐵兩用懸索橋。全長6.4公里,主跨采用1092米鋼桁梁懸索橋橫跨長江航道,上層公路為八車道高速公路,設(shè)計(jì)時(shí)速100公里,下層為四線高速鐵路,設(shè)計(jì)時(shí)速250公里。五峰山長江大橋荷載的公路、鐵路車道數(shù)量和荷載重量,都分別遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國際同類橋梁,刷新多項(xiàng)世界紀(jì)錄,實(shí)現(xiàn)“中國制造”向“中國創(chuàng)造”歷史性跨越。
長江上建橋不易,而在長江下游建設(shè)千米跨徑的公鐵兩用懸索橋,可謂難上加難。長江下游河段因水深條件好,水上運(yùn)輸繁忙,航道限制要求苛刻,所以鐵路一直繞道南京,無法用橋梁實(shí)現(xiàn)直接跨越。懸索橋雖然具有最強(qiáng)的跨越能力、但結(jié)構(gòu)容易變形,通行高速鐵路國際上沒有成熟經(jīng)驗(yàn),面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn)。五峰山長江大橋橋位地形符合修建懸索橋的條件,但是規(guī)劃預(yù)留了60多年,一直沒有能力和足夠的技術(shù)把握去付諸實(shí)施。
“這座大橋的設(shè)計(jì)實(shí)施,在世界范圍內(nèi)尚無工程先例,整個(gè)決策和實(shí)施過程,都感到壓力巨大。”全國工程勘察設(shè)計(jì)大師、中鐵大橋勘測設(shè)計(jì)院集團(tuán)副總工程師、五峰山長江大橋總設(shè)計(jì)師徐恭義說,“為了提高結(jié)構(gòu)整體剛度、確保列車運(yùn)營安全性和舒適性,設(shè)計(jì)過程結(jié)合靜力分析、風(fēng)車橋耦合振動(dòng)分析、軌道形位分析等,確定了懸索橋鋼桁梁單跨懸吊、五跨連續(xù)結(jié)構(gòu)體系方案,設(shè)計(jì)了板桁結(jié)合新型加勁梁結(jié)構(gòu),優(yōu)選了縱向阻尼器、帶預(yù)緊力的橫向抗風(fēng)支座,研制了1760毫米的大位移量梁端伸縮裝置及鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器,通過上述一系列措施最終實(shí)現(xiàn)了本橋通行高速鐵路的目標(biāo)。”
中國鐵路總公司、國家鐵路局、上海局集團(tuán)公司、中國中鐵股份有限公司等共立項(xiàng)20多項(xiàng)重點(diǎn)科研課題,對(duì)千米跨度公鐵兩用懸索橋關(guān)鍵技術(shù)展開科研攻關(guān),突破了千米跨度懸索橋結(jié)構(gòu)構(gòu)造及合理剛度、千米跨度懸索橋列車系統(tǒng)失穩(wěn)臨界風(fēng)速與車速限值、千米跨度懸索橋軌道結(jié)構(gòu)適應(yīng)性及幾何形位控制、千米跨度懸索橋設(shè)計(jì)荷載模式、山壑區(qū)傾斜高強(qiáng)巖層中超大基坑的開挖與填筑、超大平面尺寸陸地沉井施工等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
“五峰山長江大橋建設(shè)創(chuàng)造七項(xiàng)世界第一。”中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司黨委宣傳部長陳萬鈞說,五峰山長江大橋是世界上首座高速鐵路懸索橋,是世界上公路鐵路車道數(shù)最多、荷載重量最大的鐵路懸索橋,是世界上主纜直徑最大的懸索橋,是世界上陸地沉井基礎(chǔ)面積最大的懸索橋;是世界首座采用板桁結(jié)合新型加勁梁結(jié)構(gòu)的公鐵兩用懸索橋;是世界首次在鐵路道砟橋面采用軋制不銹鋼復(fù)合鋼板;是世界首次在正交異性板U肋與頂板之間采用全熔透焊接技術(shù)。
“錨碇是大橋最重要的受力結(jié)構(gòu)之一,我們建設(shè)的北錨碇沉井長100.7米、寬72.1米、高56米,面積相當(dāng)于一個(gè)足球場,為世界已建成最大陸地沉井。”中交二航局連鎮(zhèn)鐵路項(xiàng)目部常務(wù)副經(jīng)理汪成龍表示:“北錨碇建成后總重量達(dá)133萬噸,相當(dāng)于186座法國巴黎埃菲爾鐵塔重量,體積相當(dāng)于13艘世界上噸位最重的‘尼米茲’級(jí)核動(dòng)力航空母艦滿載排水量之和,不論從體積還是重量都是名副其實(shí)的‘世界第一井’。中交二航局建設(shè)團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新技術(shù)方案和改良工藝工法,實(shí)現(xiàn)了龐然大物安全平穩(wěn)下沉56米至設(shè)計(jì)標(biāo)高,精準(zhǔn)到位,成功解決了超大型沉井施工的世界級(jí)難題,為我國乃至世界特大橋梁沉井施工積累了經(jīng)驗(yàn)。”
業(yè)內(nèi)專家表示,五峰山長江大橋首次實(shí)現(xiàn)鐵路橋梁一跨越過長江天塹,建成使用填補(bǔ)了世界高速鐵路懸索橋、中國公鐵兩用懸索橋和中國鐵路懸索橋三項(xiàng)空白,并在國際范圍率先建立起中國高速鐵路懸索橋的設(shè)計(jì)方法、計(jì)算理論和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。“五峰山長江大橋鐵路懸索橋技術(shù)取得了一系列國際性突破、具有開創(chuàng)性意義。”中國工程院院士盧春房說。
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