創(chuàng)造多個(gè)第一!國(guó)內(nèi)首座雙層四線跨江鐵路橋主跨合龍

2021-07-27 08:21:26 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

長(zhǎng)江滾滾,峽谷險(xiǎn)峻,一座藍(lán)色的鐵路大橋跨江屹立,未來(lái)它將滿足高鐵和普鐵雙層同時(shí)運(yùn)營(yíng)。7月26日10時(shí),隨著最后一塊橋面板精確安裝,重慶鐵路樞紐東環(huán)線(以下簡(jiǎn)稱重慶東環(huán)線)控制工程——明月峽長(zhǎng)江大橋順利合龍,該橋是國(guó)內(nèi)首座雙層四線跨江鐵路橋。

明月峽長(zhǎng)江大橋順利合龍。

雙層四線

上層跑高鐵下層跑普鐵

明月峽長(zhǎng)江大橋由中鐵二院設(shè)計(jì)、中鐵二局承建,項(xiàng)目建設(shè)歷時(shí)四年多。作為國(guó)內(nèi)首座雙層四線跨江鐵路橋,橋梁上層為時(shí)速250公里的預(yù)留高速鐵路,下層為時(shí)速160公里的重慶鐵路樞紐東環(huán)線客貨共線雙線鐵路。

“上層跑高鐵下層跑普鐵,四線鐵路列車活載的動(dòng)力效應(yīng)顯著,對(duì)鋼梁和斜拉索的抗疲勞要求非常高。”中鐵二院重慶鐵路樞紐東環(huán)線橋梁專業(yè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人秦煜介紹,加之大橋位于長(zhǎng)江明月峽區(qū)域,地形地貌和地質(zhì)條件極為復(fù)雜,大橋設(shè)計(jì)和施工難度大,因此是全線重難點(diǎn)控制工程

大橋正位于明月峽峽谷口,橋下是長(zhǎng)江主航道,站在大橋之上極目遠(yuǎn)眺,風(fēng)景宜人,長(zhǎng)江呈S型蜿蜒流淌,不遠(yuǎn)處就是果園港。長(zhǎng)江、峽谷,風(fēng)光優(yōu)美,但這些因素聚集在一起對(duì)于大橋的設(shè)計(jì)和修建都是重重難關(guān)。

秦煜介紹,因?yàn)殚L(zhǎng)江的沖刷,這里地質(zhì)為斷層破碎帶,屬于砂巖,巖體承載力差;峽谷地帶風(fēng)場(chǎng)復(fù)雜,對(duì)大橋行車安全影響巨大。同時(shí),大橋跨越長(zhǎng)江一級(jí)通行航道,每天通航船舶可達(dá)270艘,通航船舶多,但橋位地處峽口彎道水域,水流最大橫向流速2.2米/秒,船撞橋梁風(fēng)險(xiǎn)高。

在如此的地理環(huán)境下,如何保證橋梁穩(wěn)定度和牢固度能滿足雙層四線鐵路的同時(shí)運(yùn)營(yíng),特別是高鐵的安全運(yùn)行?對(duì)此,中鐵二院設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了“長(zhǎng)江峽谷四線鐵路斜拉橋關(guān)鍵技術(shù)研究”的科研工作,攻克明月峽長(zhǎng)江大橋的眾多難題。

明月峽長(zhǎng)江大橋順利合龍。 

科技攻關(guān)

這座大橋創(chuàng)造多個(gè)全國(guó)首例

明月峽長(zhǎng)江大橋橋梁全長(zhǎng)877.8米,單孔最大跨度425米。橋梁上部結(jié)構(gòu)為鋼桁梁結(jié)構(gòu),采用N形主桁結(jié)構(gòu)正交異密橫梁橋面系,全橋共計(jì)69個(gè)節(jié)段,總重超過(guò)26000噸;下部結(jié)構(gòu)由兩塔兩墩兩臺(tái)組成,主塔高度分別為189.5米、203米;鋼桁梁與主塔連接有斜拉索120根,斜拉索采用不對(duì)稱空間雙索面扇形布置。

“我們?cè)O(shè)計(jì)的是非對(duì)稱花瓶型橋塔鋼桁梁斜拉橋,這是全國(guó)首例,兩側(cè)橋臺(tái)與上下層重疊隧道直接相連也是全國(guó)首例。”秦煜介紹,因?yàn)槭荛L(zhǎng)江兩岸峽谷地形所限,無(wú)法對(duì)稱布跨,因此他們?cè)O(shè)計(jì)了非對(duì)稱的高低塔方案,采用不等長(zhǎng)群樁基礎(chǔ)等,從而減小不良地質(zhì)的影響。

峽谷的風(fēng)是不確定的,對(duì)此他們和中南大學(xué)合作,基于風(fēng)洞試驗(yàn)和風(fēng)-車-橋耦合振動(dòng)分析,采取了空間扇形斜拉索和抗風(fēng)支座等措施,保證了行車的安全和舒適。同時(shí),設(shè)計(jì)研發(fā)采用了M280拉索體系,用于部分高疲勞應(yīng)力幅的斜拉索,有效提高了鋼梁和斜拉索的抗疲勞能。

在大橋上施工的工人。通訊員 任承旺/圖

“下塔柱結(jié)構(gòu)的抗船撞能達(dá)到最高等級(jí),確保即使是在8000噸輪船的撞擊下,大橋也不會(huì)垮塌。”秦煜表示,同時(shí)通過(guò)設(shè)置橋區(qū)助航設(shè)施、下塔柱內(nèi)部填芯混凝土和自浮式鋼覆復(fù)合材料防撞設(shè)施等措施,降低了船撞風(fēng)險(xiǎn)。

不同于其他橋梁的是,明月峽長(zhǎng)江大橋底部也全部用鋼板連接。秦煜介紹,相比水泥預(yù)制板,鋼的整體受力支撐度和韌更強(qiáng),因此他們對(duì)主梁邊跨壓重區(qū)采用了整箱式設(shè)計(jì),即用鋼板封箱,內(nèi)部用混凝土澆灌,這在國(guó)內(nèi)鐵路鋼桁梁結(jié)構(gòu)中尚屬首例。

據(jù)了解,中鐵二院設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)圍繞明月峽長(zhǎng)江大橋建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān),形成了“斜拉索”“斜拉索下錨頭除濕結(jié)構(gòu)”等30多個(gè)專利、論文和研究報(bào)告等成果。

面對(duì)深水基礎(chǔ)施工、大體積混凝土溫度控制、超高塔混凝土泵送、墩頂段鋼梁施工空間限制、鋼桁梁懸臂拼裝線型控制等困難,中鐵二局累計(jì)形成“鋼圍堰水上拼裝施工工法”“混凝土高壓地泵泵管固定裝置”“斜拉橋橋塔墩頂段鋼桁梁的安裝方法”等60余項(xiàng)授權(quán)專利、優(yōu)質(zhì)工法和論文技術(shù)成果。

中鐵二局重慶鐵路東環(huán)線項(xiàng)目副總工程師覃早介紹,為解決深水基礎(chǔ)施工難題,制造了重達(dá)2600余噸的巨型鋼圍堰,鋼圍堰采用駁船從涪陵浮運(yùn)117千米到達(dá)橋位,創(chuàng)下國(guó)內(nèi)內(nèi)河浮運(yùn)距離最長(zhǎng)紀(jì)錄。

明月峽長(zhǎng)江大橋雙壁鋼圍堰水上拼裝。

為重慶東環(huán)線通車奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

成都局集團(tuán)公司重慶建設(shè)指揮部表示,明月峽長(zhǎng)江大橋順利合龍,為重慶東環(huán)線全線順利通車奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

重慶東環(huán)線建成后將串聯(lián)重慶市主城區(qū)水土、空港、龍盛、東港、茶園、南彭等區(qū)域,服務(wù)于工業(yè)企業(yè)貨物運(yùn)輸和沿線居民的出行,對(duì)促進(jìn)沿線城市化進(jìn)程及產(chǎn)業(yè)發(fā)展、增強(qiáng)重慶樞紐運(yùn)輸組織靈活、完善客貨運(yùn)布局具有重要意義。

標(biāo)簽: 鐵路橋 工程 重慶 明月峽

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