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“荷而不同”,金陵美石展献上富有创意的文化盛宴

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“荷而不同”,金陵美石展献上富有创意的文化盛宴

“荷而不同”,金陵美石展献上富有创意的文化盛宴

中国网讯 近处是稻田耕种(gēngzhòng)的夏日农忙,远处是索塔林立的繁忙景象,在张靖皋长江大桥的施工现场,南锚碇区浇筑作业如火如荼,“游龙(yóulóng)过江(guòjiāng)”已颇具雏形。

2022年6月28日,由中交(zhōngjiāo)公规院主持设计,中交二航局、中交一公局(yīgōngjú)、中交二公局(zhōngjiāoèrgōngjú)、中交路建等单位参建(cānjiàn)的世界最大跨度悬索桥——江苏张靖皋长江大桥举行了奠基仪式(diànjīyíshì),10月项目主体工程全面动工。三年后,大桥南北主塔拔节“生长”,建设进展顺利,大桥预计2028年年底建成。

张靖皋长江大桥是国家“十四五”期间(qījiān)重点推动(tuīdòng)建设的过江通道项目,连通沪陕、沪武高速公路,贯通苏州张家港市、泰州靖江市和南通如皋市,全长约 29.85公里。其中,跨(kuà)江段全长 7.859 公里,包括两座航道(hángdào)桥,分别为主跨2300米的南航道桥和主跨1208米的北航道桥。建设过程中,建设者们克服(kèfú)了超高索塔、超大规模(chāodàguīmó)锚碇基础建设等世界级技术难题,展现了中国桥梁(qiáoliáng)建设者的智慧和实力。

突破(tūpò)定式 创造多项“世界之最”

“主跨(zhǔkuà)(zhǔkuà)2300米(mǐ)的悬索桥(xuánsuǒqiáo)此前没有人建过,这个设计方案我们光论证就花了3年时间。”走上钢栈桥,负责大桥设计的中(zhōng)交公规院副总经理、全国工程勘察设计大师、张靖皋长江大桥总设计师王仁贵娓娓道来,从一(yī)开始提出的主跨1780米悬索桥方案,到主跨2230米三跨吊悬索桥方案,再到主跨2300米两跨吊悬索桥方案,设计方案确定几经波折。

张靖皋长江大桥设计方案要(yào)考虑通航、码头、岸线、锚地、河势、防洪、安全风险等诸多因素,其中最重要(zhòngyào)是要满足长江黄金水道的通航要求。这里跨越(kuàyuè)长江主航道,往来船只众多,12.5米(mǐ)深槽摆动范围达1890米,要确保通航不受深槽摆动的影响,大桥主跨至少需要2000米以上(yǐshàng)。

历经3年的(de)反复论证后,2300米主跨的设计方案惊艳亮相(liàngxiàng)。设计方案蕴含6项“世界之最”:最大(zuìdà)跨度悬索桥(2300米)、最高悬索桥索塔(350米)、最长高强度主缆(zhǔlǎn)(4450米长、强度2200兆帕)、最大地连墙锚(máo)碇基础(长110米、宽75米,高度83米)、最大连续长度钢箱梁(3017米)、最大位移(wèiyí)量伸缩装置(3120毫米)。“现在的方案不仅能够(nénggòu)覆盖12.5米深水(shēnshuǐ)航道摆动范围,还能有效解决岸坡守护难题和防洪的相关要求,对建设条件的适应性最好。”王仁贵介绍。

悬索桥跨径突破2000米后,“量变”引起“质变”。张靖皋长江大桥需要面对超大跨径带来(dàilái)的(de)诸如(zhūrú)几何非线性、材料非线性、接触非线性、结构非线性等诸多(zhūduō)技术难题,以及如何将巨大主缆缆力通过索塔和锚碇有效传给地基的技术难题。

“大胆创新,小心论证。”王仁贵带领设计团队结合(jiéhé)本项目建设条件特点,针对性地提出了悬索桥主缆缆力自平衡结构体系(tǐxì)、超高钢箱—钢管约束混凝土组合索塔(suǒtǎ)、超大规模刚性接头地连墙锚碇基础(jīchǔ)、热轧L肋隔板连续正交异性钢桥面板系统、具有(jùyǒu)智能感知功能的可更换主缆锚固体系和全桥(quánqiáo)一体化智能防腐体系等6个“世界首创”技术,确保张靖皋长江大桥结构受力合理,在建设和运营期安全耐久。

“一般情况下,大桥主缆与索塔之间采用固定连接方式,但在(zài)张靖皋长江大桥,主缆和索塔间并非固结的(de),而是设置的可自由滚动的滚轴(gǔnzhóu)(gǔnzhóu)索鞍结构,让主缆通过(tōngguò)滚动实现主缆缆力自平衡。”张靖皋长江大桥设计副负责人魏乐永介绍,这一结构叫自行(zìxíng)走滚轴式主索鞍,想实现缆力自平衡,就要求滚轴摩擦系数(mócāxìshù)要够小。为此,设计团队跳出传统公路范畴,积极借鉴冶金(yějīn)、机械等行业在材料应用方面的好做法好经验,通过小心谨慎的试验论证,最终成功使滚轴摩擦系数达到千分之一(qiānfēnzhīyī)的量级,塔顶不平衡水平力大幅度降低,从而达到优化索塔结构内力的目的。

据悉,项目通过(tōngguò)应用主缆缆力(lǎnlì)自平衡体系这项创新技术(jìshù),能够大幅降低索塔塔底弯矩,与钢箱——钢管约束混凝土组合索塔相结合,全桥减少(jiǎnshǎo)138根直径2.8米的钻孔灌注桩,节省混凝土15.7万立方米(wànlìfāngmǐ),钢筋12560吨,仅此一项即可减少二氧化碳排放8万吨以上。

守护“超级工程”的(de)“千里眼”与“顺风耳”

“张靖皋长江大桥是落实长三角一体化和长江经济带发展国家战略(zhànlüè)以及江苏省跨江融合发展战略的重大举措。我们致力于将大桥打造为交通(jiāotōng)强国建设(jiànshè)江苏样板标志性工程、中国桥梁科技创新引领代表性(dàibiǎoxìng)工程、世界特大跨悬索桥建设里程碑(lǐchéngbēi)工程。”张靖皋长江大桥建设指挥部指挥长李洪涛表示。

为了(le)(le)有效把握张靖皋(zhāngjìnggāo)长江大桥施工走向,控制施工风险,保证桥梁施工达到设计预期,张靖皋长江大桥项目成立了桥梁施工及运营期监控监测中心,施工监控工作由中交公路规划设计院有限公司承担,覆盖了从锚碇基础到上部结构(jiégòu)的全施工周期。

“张靖皋(zhāngjìnggāo)大桥的施工监控不仅是一次技术挑战,更是一次创新实践(shíjiàn)。”张靖皋长江大桥JK1标监控中心(zhōngxīn)现场(xiànchǎng)负责人耍荆荆表示,通过高精度测量、自动化监测、5G云(yún)共享数据平台、异常数据处理等技术手段,施工监控团队实时掌握桥梁结构的状态变化,及时发现并纠正施工中的偏差。

张靖皋(zhāngjìnggāo)长江大桥的监测工作贯穿建设与运营全过程,分为施工监控和运营期健康监测两大(liǎngdà)阶段。施工监控旨在确保大桥在建设过程中线形平顺、结构安全、内力分布合理,最终(zuìzhōng)达到设计预期(yùqī);而运营期健康监测则致力于实时感知桥梁状态,及时发现潜在风险,为大桥的长期(chángqī)安全运营提供科学依据。

大桥南航道桥主跨2300米,采用刚性接头地连墙锚碇基础、钢箱-钢管(gāngguǎn)约束混凝土(hùnníngtǔ)组合索塔、主缆缆力(lǎnlì)自平衡体系等创新(chuàngxīn)结构,这些新型结构对施工监控和运营监测提出了(le)更(gèng)高的(de)要求。为应对这些挑战,监测团队采用了多项创新技术。例如,针对锚碇基础的施工监控,团队通过三维数值模拟分析,结合现场监测数据,实时优化施工方案,确保锚碇在复杂地质条件下的稳定性。在索塔施工过程中,团队利用高精度GNSS(全球(quánqiú)导航卫星系统)技术,对索塔的线形和偏位进行毫米级监测,确保其符合设计要求。

大桥建成(jiànchéng)通车后,运营期健康监测系统将全面接管监测工作。该系统通过布设在大桥关键部位的(de)传感器,实时采集风速、温度、湿度、车辆荷载等(děng)环境数据,以及主缆索(lǎnsuǒ)力、主梁挠度(náodù)、索塔倾斜等结构响应数据。这些数据通过无线传输技术实时传送到监测中心,经过分析后,为大桥的运营管养提供科学决策依据。

滚滚长江奔流不息,创新脚步永不停歇。从(cóng)设计图纸到巍然屹立,建设者们用智慧和汗水攻克了超高索塔、超大锚碇基础(jīchǔ)等世界级难题,创造了多项“世界之最”。这座大桥不仅是地理空间的(de)连接者,更是路桥(lùqiáo)建设的里程碑。待到建成,这颗“长江上(shàng)的明珠”将成为助力长三角一体化发展的新引擎,书写路桥建设新篇章。

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