江苏省靖江市马洲岛畔,世界最大跨度桥梁——张靖皋长江大桥的南航道桥施工现场,热火朝天。
5月10日,南航道桥北主塔的97根桩基全部完成施工,标志着这座世界级桥梁主体工程施工进入新的阶段。
张靖皋长江大桥横跨长江主航道,连接江苏省内苏州、泰州和南通三市。该桥分南航道桥、北航道桥及引桥,其中,南航道桥主跨2300米,创下世界最大跨度桥梁纪录。更令人惊叹的是,张靖皋长江大桥建成之后将达成世界最大跨度悬索桥、最高悬索桥索塔、最长高强度主缆等六项“世界之最”,并创下超大跨度悬索桥主缆自平衡结构体系、全桥一体化智能防腐体系等六项“世界首创”。
超高主塔如120层楼巍然耸立,百米桩基“定海神针”般坚挺稳固
超高铁塔、百米桩基,是张靖皋长江大桥南航道桥的标志性工程。
南航道桥北主塔高350米,相当于120层楼房高度。主塔基础有7根96米和90根103米的钻孔桩,直径均为2.8米。它们直插江底,成为稳固大桥的“定海神针”。这样的庞然大物使用的材料也是惊人的:97根钻孔桩共使用钢材3340吨,混凝土灌注量高达6.12万立方米。
作为一座世界级桥梁,张靖皋长江大桥对于精度控制有着极其严苛的要求。
中铁大桥局张靖皋长江大桥ZJG-A2标段项目生产副经理郁文介绍,350米高的主塔,垂直度允许偏差不超过88毫米,相当于只有一个拳头的距离。主塔制作由30个节段组成,这就要求每个节段垂直度偏差需控制在2毫米以内,相当于4层楼的高度允许偏差值只有米粒大小。这给这座大桥的建设带来了不小的挑战。
在钻孔桩施工过程中,中铁大桥局成功克服了墩位处砂土覆盖层厚、枯水期施工工期紧、超长大直径钻孔桩施工的钢护筒插打难、水下混凝土灌注方量大等难题。
为确保钻孔桩施工的质量和进度,中铁大桥局张靖皋长江大桥ZJG-A2标段项目部在招标队伍选择、方案评审和混凝土浇筑等工作中,事无巨细严格把关。
“项目桥址位于马洲岛生态湿地,为满足生态环保要求,我们在钻进中使用滤沙器,采用泥浆循环系统,减少造浆量,并对废浆做压滤处理。”郁文说,他们同时采用旋挖钻机和回转钻机二次接力成孔技术,提高了成孔效率,保障了工期。另外,他们严格按照专项施工方案进行施工。从钻进成孔到钢筋笼下放,再到混凝土浇筑,技术人员全程盯控。事实证明,采用大型空压机二次清孔,既提高了清孔质量,又确保沉渣厚度符合要求,进而保证了成桩质量。
“张靖皋长江大桥南航道桥主塔钻孔桩压浆并非用于安全储备,而是用于控制基础总体规模、降低施工风险,达到提高承载力及减少沉降的目的,必须严格保证压浆施工质量。”中铁大桥局张靖皋长江大桥ZJG-A2标段项目工程部部长杭正雨介绍,为确保桩底及桩侧压浆质量,中铁大桥局项目团队研究采用了智能化后压浆技术,通过数字化高新技术来助力桥梁建造。
智能化后压浆技术采用具有远程实时监控功能的自动化设备、智能化控制系统,自动控制压浆量、配合比、流速、压力等指标参数,并通过5G技术将施工参数指标实时上传至云端,与设计参数进行对比,智能识别压浆过程各项指标是否正常,从而实现压浆过程的可视化监控。参建各方都可以通过电脑、手机等终端随时查看和监管,解决了地下隐蔽工程检查验收难的问题。
南航道桥北锚碇将是世界最大的地连墙锚碇基础,也是世界首创超大规模支护转结构复合地连墙锚碇基础
张靖皋长江大桥跨江段全长7859米,设南、北两座航道桥及南、中、北三段引桥。其中,南航道桥为主跨2300米的世界最大跨度悬索桥,为世界最大跨径的桥梁工程。
中铁大桥局张靖皋长江大桥ZJG-A2标段项目总工程师潘军表示,2300米悬索桥建设经验及标准缺乏,设计上可以说是进入无人区。尤其是跨径突破后,现行规范不再适用,需要反复测算研究确定;桥梁的风振控制难度也进一步加大,国内外多座悬索桥的涡激共振问题,都曾引起行业和相关管理部门的高度关注。项目正交异性钢桥面板面积近13万平方米,是单体体量最大的正交异性钢桥面板,困扰行业多年的钢桥面板疲劳问题也亟待解决。大桥所在区域,为典型的长江下游软弱地基。面对重重困难,施工方在设计中以科技创新为引领,研究出以“超大规模双回字复合地连墙锚碇基础”等为代表的世界首创技术。
“大桥通过锚固主缆的锚碇,共同承担起‘世界第一跨’的巨大水平缆力。”中铁大桥局张靖皋长江大桥ZJG-A2标段南航道桥北锚碇现场技术负责人黄瑞鹤介绍,张靖皋大桥南北两座航道桥共设有四个锚碇,其中北航道桥北锚碇为沉井结构,其余均为地连墙结构。
北航道桥北锚碇施工包括沉井基础、支承桩、锚碇锚体3大部分,其中沉井基础长75米、宽70米、深57米,属全国公路桥梁最大沉井。
南航道桥北锚碇长118.05米、宽75.05米、深67米,面积约为20个标准篮球场,建成后将是世界平面尺寸最大的地连墙锚碇基础,同时也将实现世界首创超大规模支护转结构复合地连墙锚碇基础。
“南航道桥北锚碇采用支护转结构复合地连墙基础,分为214个槽段,每个成槽垂直度控制在1/800以内。这相当于往地下挖一条1.55米宽、67米深的矩形深坑,上下误差不能超过8厘米,具有施工条件复杂、施工技术及施工组织难度大、安全风险和精度要求高等特点。”黄瑞鹤说。
钢塔制造面临的超大径钢管制作与定位精度控制、特厚承压板焊接变形控制、多闭合环结构钢塔组焊精度控制、超高超重钢塔预拼精度控制……施工过程中遇到的技术难点一个又一个。
唯有坚持“工点工厂化、建造智能化、施工标准化、产品数字化、管理信息化”的建设理念,充分发挥主观能动性和创造性,才能建设高质量的大桥。
中铁大桥局张靖皋长江大桥ZJG-A2标段项目施工人员通过化整为零,分阶段分隔仓施工,避免了扰动江堤的风险,但也大大增加了施工难度。
黄瑞鹤告诉记者,总长2.5米、宽1.35米、高67米、总重达80吨的一字型钢箱,共分两个节段,需要在现场拼接、焊接成一个整体逐节下放,仅下放过程就至少需要12小时。
与其他桥梁不同,张靖皋长江大桥南航道桥的锚碇地连墙,不仅前期起支护作用,后期还将转为永久结构参与结构受力,如同为锚碇加装了坚硬“铠甲”。地连墙分47个互不相通的隔仓,逐渐由102个不同形状、节段的钢箱、112个钢筋笼围成,在地下逐步连接形成一座“回”字形“城堡”。
“大桥南航道桥北主塔,我们首创了钢箱—钢管混凝土约束组合体系,其截面设计为多室异形结构,现场工程用钢量约为3.4万吨,建设完成后,这个350米高的主塔也将成为‘世界第一高’悬索桥索塔。”黄瑞鹤说。
目前,南航道桥北锚碇已进入主体工程全面施工阶段,项目基地24小时不间断施工,整个锚碇基础工程预计将在2024年结束,之后进入地面工程施工阶段。
大国工程“神龙过江”,按下跨江融合高质量发展加速键
不只是在施工建设过程中,大桥未来运营后,也将采用许多先进技术。
中铁大桥局张靖皋长江大桥ZJG-A2标段项目常务副总工程师李奔琦介绍,目前常用《查询澳门近20期开奖记录》的悬索桥除湿系统,通常以各主要构件单独设置除湿设备分离除湿为主,设备分散,管养不便,功耗大。张靖皋长江大桥项目则研究提出了全桥一体化智能防腐体系,即主缆、鞍室、锚室、主梁、索塔尽可能共用除湿设备,以制备站型式代替传统分离除湿机,统筹优化气流组织,并进行干空气的回收再利用。整个系统功耗更低,管养更方便,更为绿色环保
张靖皋长江大桥是国家《长江干线过江通道布局规划(2020—2035)年》中2025年前重点建设的公路过江通道之一,建成后将实现六个“世界首创”和六个“世界之最”,是一项世界级超级大工程。
张靖皋长江大桥横跨如皋、张家港、靖江三个县级市。大桥北接G40沪陕高速,南接张家港疏港高速,高速全长约为29.8公里,全线采用高速公路标准建设,其中跨江段为双向八车道、设计时速为100公里;两侧接线段为双向六车道、设计时速为120公里。
据了解,大桥建成后,将有效缓解江阴大桥的通行压力,经靖江市S356沿江路焦港大桥向东5公里左右设置的互通可进出大桥,以及经由G40沪陕高速转张靖皋长江大桥北接线高速可进出大桥,为靖江市居民特别是东片区域市民向苏南、上海方向出行提供了一条更便捷的通行方式。
“张靖皋长江大桥地处长三角城市群的中心,依托苏州、南通、泰州和无锡四大城市,在张家港、靖江、如皋境内跨越长江,必将推动跨江融合的高质量发展。”靖江市委书记、靖江经济技术开发区党工委书记张长平说。
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本报记者 凌云 【编辑:傅山 】