'常泰長江大橋設計師告訴你,大橋設計施工中的難點亮點'

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世界首座一橋三用跨江大橋——常泰長江大橋主體結構將在9月內正式開工建設。大橋全長5.3公里,採用“高速公路+城際鐵路+普通公路”方式過江,上層橋面佈置為6車道高速公路,設計時速100公里;下層橋面上遊側佈置為2線城際鐵路,設計時速200公里,下層橋面下游側佈置4車道一級公路,設計時速80公里。高速公路主線北接寧通高速,南接江宜高速,全長37千米;下層公路起自泰興市六圩港大道,止於常州市港區大道,路線全長10.03公里。

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世界首座一橋三用跨江大橋——常泰長江大橋主體結構將在9月內正式開工建設。大橋全長5.3公里,採用“高速公路+城際鐵路+普通公路”方式過江,上層橋面佈置為6車道高速公路,設計時速100公里;下層橋面上遊側佈置為2線城際鐵路,設計時速200公里,下層橋面下游側佈置4車道一級公路,設計時速80公里。高速公路主線北接寧通高速,南接江宜高速,全長37千米;下層公路起自泰興市六圩港大道,止於常州市港區大道,路線全長10.03公里。

常泰長江大橋設計師告訴你,大橋設計施工中的難點亮點


常泰長江大橋最新斷面圖

常泰長江大橋的建設,有利於推進長江經濟帶立體走廊的構建,提升常州與泰興兩地往來的便利性。建成後,常州居民過江去蘇中、蘇北,至少可節省半小時車程。

“常泰長江大橋橋址處水文條件複雜、航運交通繁忙,再加上要滿足承載普通公路、高速公路和鐵路等要求,其設計和施工難度很高。”常泰長江大橋主航道(斜拉橋所處航道)橋設計負責人苑仁安介紹,常泰長江大橋位於長江下游揚中河段泰興水道,河勢整體穩定,但常州岸線短,沿岸取水口、錨地、碼頭、港口等設施較多,這導致橋位選擇受限;工程區域水深流急、地質條件複雜,也給超大跨度公鐵兩用橋水中基礎設計建造帶來諸多困難和挑戰;橋上同時設置高速公路和城際鐵路,對1200米級超大跨徑公鐵斜拉橋靜力動力力學指標提出了嚴苛的要求;超大深水基礎設計理論不完善,高精度地質勘察、土體力學性能很難做出合理評價,從而影響結構承載安全和施工安全;再加上該橋的主航道橋是世界上最大跨度的公鐵兩用斜拉橋,專用航道(兩座拱橋所處航道)橋是世界上最大跨度的公鐵兩用鋼拱橋,下層橋面一級公路與鐵路又分居兩側,荷載橫向不對稱,這些都進一步加大了設計、建造的難度。

針對複雜的建橋條件、結構設計上的巨大挑戰,工程師們組織開展了課題研討,通過引入新結構、新材料、新設備、新工藝等手段,對橋樑方案進行了一系列創新性設計,實現了“四個世界首創”。

01

首創超大跨度斜拉橋溫度自適應塔樑縱向約束體系。利用碳纖維拉索熱膨脹係數低的特點,在主塔下橫樑與主跨跨中(溫度變形不動點)之間設置水平拉索,將活載、風荷載等對橋塔的作用點由上塔柱移至下塔柱,從而減少塔底彎矩,降低基礎規模,節省工程投資。

02

首創鋼-混組合四塔肢空間鑽石型橋塔結構。有效提高結構剛度,降低了塔柱結構尺寸,避免了大體積混凝土開裂的問題,實現了景觀與結構的統一。

03

首創核芯混凝土索塔錨固結構。充分利用鋼與混凝土兩種不同材料的力學性能,將斜拉索的水平分力由拉力轉化為對混凝土的壓力,使得索塔錨固體系整體和局部受力協調統一,提高了結構使用效率,降低了大跨度橋樑安裝難度,節省工程投資。

04

首創臺階型防沖刷沉井基礎型式。利用沉井底部尺寸由基底應力決定、頂部尺寸由塔柱構造佈置決定的特點,採用“上小下大”的臺階式造型,不僅可以降低沉井重量,還可以降低沉井的埋置深度和施工風險,節省了工程投資。

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