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武汉青山长江大桥–世界跨度最大全漂浮斜拉桥取得重大突破!

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武汉青山长江大桥–世界跨度最大全漂浮斜拉桥取得重大突破!

武汉青山长江大桥–世界跨度最大全漂浮斜拉桥取得重大突破!插图


8月8日,武汉青山长江大桥主跨首梁架设成功,标志着大桥建设取得阶段性进展。这座大桥不仅拥有多项世界第一,还是一座全漂浮体系的特大桥斜拉桥。

世界跨度最大全漂浮斜拉桥取得重大突破!
▲武汉青山长江大桥效果图
武汉青山长江大桥位于武钢外贸码头下游1公里处,是武汉四环线跨越长江的控制性工程之一。它是长江上最宽的大桥,桥宽达48米。它的设计为全漂浮结构,主跨938米,是世界上跨度最大的全漂浮体系斜拉桥。建成后将成为长江新城的地标性建筑。
世界跨度最大全漂浮斜拉桥取得重大突破!
设计单位:中铁大桥院
承建单位:中铁大桥局
开工日期:2015年12月23日
通车日期:预计2019年
桥梁总投资:56亿元
设计时速:100公里/小时,荷载等级为公路 I 级。
建设形式:大桥采用BOT+EPC(投资、设计、施工、运营一体化)模式建设的长江大桥。由武汉交通工程建设投资集团有限公司、中铁大桥局股份有限公司、湖北省交通规划设计院、中铁大桥勘测设计院集团有限公司共同出资负责建设、经营和管理。
世界跨度最大全漂浮斜拉桥取得重大突破!
中铁大桥局武汉青山长江大桥项目副经理杨文明介绍,为满足大桥荷载重、车流量大、航道宽等需求,大桥设计为全漂浮结构,主跨938米,是世界上跨度最大的全漂浮体系斜拉桥,为双向10车道高速公路,预留2车道,将来主要通行重载汽车。
“青山长江大桥主跨钢箱梁采用预制吊装架设,共有63个梁段,全宽48米,约为一个标准泳池的长度,是目前长江上最宽的整体式钢箱梁。”杨文明说,钢箱梁高4.5米,标准梁长15米,箱梁最大重量为532吨,相当于300多辆小轿车的总重。主跨钢梁的架设采用中铁大桥局自主研发的CQ500型全自动桅杆式架梁吊机来完成,从两边往中间架,最后在长江中间合龙。
01
全漂浮体系斜拉桥的秘密?
斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。在斜拉桥设计上,按梁体与塔墩的连接方式可以分为四大类:刚构体系、塔梁固结体系、半漂浮体系、漂浮体系(全漂浮体系)。
刚构体系就是指大桥的主梁索塔桥墩三者互为固结;
塔梁固结体系就是塔梁固结体系且塔墩分离;
半漂浮体系就是塔墩固结塔梁分离,在塔墩处主梁下设置竖向支承;
全漂浮体系斜拉桥即承重索塔不设下横梁,主梁依靠斜拉索的拉力处于全悬浮状态,整座大桥的荷载就全部通过斜拉索传到了索塔,再由索塔垂直传递至基础。全漂浮体系斜拉桥可以很好适应运营工况及温差、大风、地震等外力作用下的位移变形,避免结构共振,达到抗震消能的作用。
02
青山长江大桥结构特点
青山长江大桥A型主塔A中间的那“一横”在主塔的上半部,而大桥的桥面主梁在主塔的下半部。大桥主塔和主梁交界处的下面没有横梁。青山长江大桥这种无下横梁的主塔设计和绝大多数斜拉桥是截然不同的。
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青山长江大桥的主塔没有下横梁,现在放置首节钢梁的这个平台是个临时装置。首节钢梁只是临时在这个平台上进行组装,等挂好斜拉索后,钢梁的重量就全部被斜拉索承载,这个临时支撑平台会被拆除。于是,大桥938米主跨以及主塔两侧18号墩至21号墩之间的全部主梁将完全悬空。这叫做全漂浮体系。
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大桥一千多米的钢梁中没有横梁的支撑,整个梁段均是依靠斜拉索的拉力支撑,处于“全悬浮”状态,整个桥梁与桥墩之间完全无连接。这样一来,整座大桥的重量就全部通过斜拉索传到了索塔的塔顶。
全漂浮体系虽然建设难度大,但其优势也十分明显。特别是在发生地震或飓风时,全漂浮斜拉桥可以不受桥墩的约束而极大限度地实现纵向摆动,从而避免结构共振,达到抗震消能的最佳效果。当桥梁发生温度变形或正常的徐变变形时,相互脱离的悬浮结构也能避免桥中产生过大的内部应力。
青山长江大桥的另一个创新之处在于,两个索塔之间是钢箱梁,塔两边是钢箱梁和混凝土的结合梁,整个桥是一个混合梁斜拉桥,青山长江大桥太宽,两边若只单用混凝土梁的话,会造成桥梁开裂。
此次青山长江大桥主跨首节钢梁架设成功,也标志着大桥建设进入攻坚阶段,预计在明年初完成主体结构施工,2019年底建成通车,建成后将进一步优化武汉“环线+射线”路网结构,对缓解武汉过江交通压力、增强武汉国家综合交通枢纽地位具有重要意义。