導讀:集國家鐵路、城際鐵路、高速公路 “三位一體”的滬通長江大橋,全長11072米,為通行四線鐵路、六車高速公路的公鐵兩用大橋。其中滬通鐵路的等級為一級鐵路,設計時速為200公里;通蘇嘉城際鐵路為客運專線,設計時速為250公里;錫通高速公路雙向六車道,設計時速為100公里。大橋由主航道橋、專用航道橋、聯(lián)絡橋和南、北引橋組成。工程總投資150億元,工期5年。大橋工程所用鋼筋約48萬噸,相當于12個 “鳥巢”所用鋼材;混凝土230萬立方米,相當于8個國家大劇院的用量。大橋能抵御14級臺風,8級地震,10萬噸級船舶的撞擊。其工程規(guī)模之大,施工難度之大,創(chuàng)造了世界橋梁和中國橋梁建設的多個之最,代表著當前中國乃至世界橋梁建設的最高水平。
該橋主要特點如下:
大橋主航道橋主跨為1092米,為目前國內(nèi)最大跨度的斜拉橋,也是世界上最大跨度公鐵兩用斜拉橋。這種大跨度設計,滿足了長江航道遠期12.5米深水航道向上延伸、10萬噸貨輪通航、橋梁通航孔凈寬,以及水流、河勢的諸多要求。大橋的結構,為雙塔三索面鋼桁梁斜拉橋。
目前,世界上橋梁跨度最大的是俄羅斯的俄羅斯島大橋,2012年建成。此橋主跨1104米,比滬通長江大橋主跨長了12米,但它只是一座六線公路橋,橋的總長度和荷載遠小于滬通長江大橋。
大橋主塔高325米,相當于100多層樓高,主塔承載的軸力達30萬噸。主塔基礎采用倒圓角的矩形沉井基礎方案,其平面面積達5100平方米,相當于12個籃球場的面積之和,是世界上規(guī)模最大的橋梁沉井結構。沉井承擔著橋梁的全部荷載,是名副其實的 “定海神針”。
大橋橋址河段位于感潮區(qū)內(nèi),受潮流和徑流的疊加影響較大,河床段橋址全部為粉細砂、細沙和淤泥粉質(zhì)黏土層。主塔基礎施工方案有兩種選擇,即樁基方案和沉井方案。大橋設計團隊經(jīng)過縝密研究與詳細對比,選擇了施工難度大但施工質(zhì)量高的沉井方案。在此之前,我國最大沉井施工是江陰長江大橋主塔沉井,無論平面尺寸還是下沉深度,都遠遠小于滬通長江大橋主塔。
作為主跨度超千米的公鐵兩用橋,鋼桁梁斜拉橋主桁桿件軸力超大,鋼材屈服強度必須達到500兆帕級,傳統(tǒng)的、現(xiàn)有的材料很難滿足設計要求。之前,我國南京大勝關長江大橋使用的是Q420qE鋼材,我國鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)還不能生產(chǎn)比之更高強度級別的橋梁鋼。自主研發(fā)高性能鋼材,迫在眉睫。為此,中鐵大橋勘測設計院集團有限公司牽頭,開展 “Q500qE級高強度橋梁結構鋼”研究工作,組織國內(nèi)一流鋼結構專家研討攻關,聯(lián)合鞍鋼、武鋼及相關纜索廠組織實施。2015年8月,他們終于試制出了第一批Q500qE級高強度橋梁結構鋼。試驗結果表明,滿足國家標準和國際標準的要求,完全可以用于滬通長江大橋的建設。同時,2000兆帕斜拉索已完成相關研究工作,編制了技術條件。
同時,大橋還采用了一系列具有世界先進水平的新結構、新設備和新工藝。大橋主航道采用剛度大、行車性能優(yōu)越的箱桁組合新型結構,體現(xiàn)了世界鋼橋結構的發(fā)展方向;主航道橋采用伸縮量2000毫米級的橋梁軌道溫度調(diào)節(jié)器和伸縮裝置,為世界首次采用;還首次采用了巨型沉井整體制造、浮運、定位新工藝以及主梁兩節(jié)間全焊接、橋位整體吊裝施工新工藝。