9月28日,滬通長(cháng)江大橋北側主塔成功封頂,世界最高公鐵兩用大橋主塔高度紀錄被中國建設者正式刷新。高達330米的大橋主塔如擎天柱一般矗立在滾滾長(cháng)江之中,成為中國橋梁建設的最新豐碑。
今天,超級建筑給大家揭秘這座超級工程世界最高主塔、世界最大沉井建設及世界最大承臺施工的關(guān)鍵過(guò)程。

▲剛剛封頂的滬通長(cháng)江大橋北側主塔
滬通長(cháng)江大橋全稱(chēng)為滬通長(cháng)江公鐵兩用大橋,位于長(cháng)江江蘇南通和張家港段,連接南通市和張家港市,全長(cháng)11072米,主跨1092米,是國內最大跨度的斜拉橋,也是世界上首座跨度超千米的公鐵兩用斜拉橋,被譽(yù)為正在改寫(xiě)世界橋梁建設歷史的超級工程。
一、為什么要建這么高的主塔?
滬通長(cháng)江大橋的主塔高達330米,相當于110層樓的高度。站在大橋主塔的頂端,看江面過(guò)往的巨輪宛如一葉小舟。而在江面,根本看不清塔頂的施工場(chǎng)面。那么,為什么要建這么高的主塔呢?能不能不建主塔,或者建一座矮一些的主塔呢?
在建滬通長(cháng)江大橋的橋址位于長(cháng)江下游,是長(cháng)江航道船只通往上海及抵達長(cháng)江入??诘难屎硪?。為了使這座公鐵兩用大橋盡量減少對長(cháng)江航運的影響,滬通長(cháng)江大橋采用斜拉橋設計方案,并將主跨設計為刷新世界紀錄的1092米,橋面與江面的距離也設計為70米。以此來(lái)確保大型船只在長(cháng)江水道的暢通無(wú)阻。

▲剛剛封頂的滬通長(cháng)江大橋北側主塔
此前,超級建筑給大家介紹過(guò),斜拉橋的主要結構包括索塔、主梁、斜拉索等組成部分。其中,索塔是斜拉橋的關(guān)鍵受力結構,斜拉橋跨度越大就要求主塔建設的越高。只有更高的主塔才能承載更大的垂直拉力,才能支撐和牽拉起大跨度主梁的巨大重量。
于是,滬通長(cháng)江大橋將主塔設計為330米高,刷新了國內橋梁主塔建設的最高紀錄,同時(shí)一舉奪得全球公鐵兩用大橋最高主塔的桂冠。
9月28日,滬通長(cháng)江大橋北側主塔成功封頂,世界最高公鐵兩用大橋主塔橫空出世。本文第三部分再對大橋主塔的建設做詳細說(shuō)明。第二部分主要給大家介紹滬通長(cháng)江大橋世界最大沉井和世界最大承臺建設的超級工藝。
二、主塔如何才能站穩江中?
要在長(cháng)江中建設高達330米高的主塔絕非易事。滬通長(cháng)江大橋主塔的高度相當于110層高樓,混凝土澆筑量高達7.3萬(wàn)方,使用鋼筋1.1萬(wàn)噸,這體量在世界橋梁建設史上是絕無(wú)僅有的。
不僅是大橋施工建設的體量大,滬通長(cháng)江大橋的建設質(zhì)量要求也很高。根據設計要求,大橋必須可抵御14級臺風(fēng)、8級地震以及10萬(wàn)噸級船舶的撞擊。將這樣的巨無(wú)霸擎天柱插在滾滾長(cháng)江之中,其難度無(wú)法想象。
滬通長(cháng)江大橋主橋工程由中鐵大橋院設計、中鐵大橋局承建。這兩家單位強強聯(lián)合,組建了當今世界最強的建橋戰隊。但即使這樣,面對滬通長(cháng)江大橋這個(gè)創(chuàng )造多項世界之最的超級工程,所有人不敢有絲毫懈怠。
正如建設摩天大樓一樣,建設大橋主塔也必須首先要打牢地基。而且橋塔的地基是建在長(cháng)江里的,這比地面上的摩天大廈的地基施工難度更大。
一般的橋梁多采用樁基的方案。但由于滬通長(cháng)江大橋跨度大、主塔高、荷載重,建設者經(jīng)過(guò)研究比選,采用了鋼度大、能抗震、受力大的沉井方式。

▲滬通長(cháng)江大橋沉井浮運
以前,超級建筑簡(jiǎn)要給大家介紹過(guò)大橋沉井的施工工藝,今天再進(jìn)一步介紹一些更專(zhuān)業(yè)的知識。下面的第二個(gè)視頻詳細記錄了滬通長(cháng)江大橋28號主墩沉井的施工過(guò)程。時(shí)間約10分鐘,稍后請大家仔細觀(guān)看。
滬通長(cháng)江大橋28號主墩的鋼沉井于2014年2月下旬開(kāi)始,在距離橋址11公里外江邊船塢中加工制造;2014年6月23日通過(guò)浮運抵達橋墩地址。這也是世界最大的橋梁鋼沉井,橫截面達12個(gè)籃球場(chǎng)大小,重達15000噸,平面尺寸為86.9米×58.7米,高44米。然后再用混凝土接高至115米,下部為鋼沉井,上部則是鋼筋混凝土結構。真是個(gè)堪比航母的超級巨無(wú)霸。而這個(gè)巨無(wú)霸,將沉入長(cháng)江,并且插入江底數十米。

▲滬通長(cháng)江大橋沉井安裝
在沉井抵達下沉地后的1個(gè)多月的時(shí)間里,施工方要攻克一系列世界性難題,完成一系列的高難度作業(yè),這主要包括:對鋼沉井進(jìn)行精確定位、在沉井中灌水使之逐漸下沉、對沉井姿態(tài)進(jìn)行及時(shí)糾偏調整、不斷排沙吸泥使沉井插入河床、灌注混凝土不斷加高沉井......直到這座世界第一鋼沉井逐步完全穩定,成為承載滬通長(cháng)江大橋最堅實(shí)的定?;?。
沉井封底施工完畢后,就在此基礎上進(jìn)行主墩基礎承臺澆筑施工,也就是建設大橋的底座。這是大橋建設從下部結構轉向上部結構的重要分界點(diǎn)。
2016年7月31日晚,滬通鐵路長(cháng)江大橋28號主橋墩正式進(jìn)入承臺施工階段。承臺施工的主要任務(wù)是往沉井里澆筑混凝土,承臺的澆筑高度是9米左右。2016年9月19日,28號主塔墩基礎承臺混凝土澆筑完成。
2017年12月1日,29號主塔墩承臺澆筑完成。每個(gè)承臺平面面積達5100平米,相當于12個(gè)標準籃球場(chǎng)大小。承臺高9米,相當于3層樓高;承臺共需鋼筋7500噸,混凝土42900立方米,施工周期約1個(gè)半月。2017年12月23日,29號主塔墩塔座混凝土澆筑完成。

▲滬通長(cháng)江大橋承臺施工

▲滬通長(cháng)江大橋承臺施工

▲2017年12月初的滬通長(cháng)江大橋全景,29號承臺剛剛澆筑完畢,遠處28號主塔正在進(jìn)行塔柱施工。
三、擎天柱如何直插云霄?
主塔的塔座施工完畢后,就開(kāi)始建設主塔墩了。主塔塔座之上共分為下塔柱、下橫梁、中塔柱和上塔柱四個(gè)部分。每個(gè)部分都有無(wú)數世界性的工程難題,等待建設者攻堅克難。滬通長(cháng)江大橋共有北、南兩座主塔柱。其中,北塔就是位于長(cháng)江主航道南通一側的第28號墩。
超級建筑以前給大家介紹過(guò),斜拉橋主塔的塔型一般分為H形、倒Y型、A形、鉆石形、單柱式、雙柱式、門(mén)架式等,也有個(gè)別的采用V型、O型、或者混合型等,有的大橋設計師為了追求視覺(jué)效果還故意把主塔弄歪了斜了扭曲了等等。
由于滬通長(cháng)江大橋主塔高度高、體量大,為增加主梁的橫向剛度,主塔采用鉆石形鋼筋混凝土結構,與倒Y形、H形或A形主塔相比,鉆石型主塔的構造和模板體系都更為復雜,施工工期也更長(cháng)。

▲剛剛封頂的滬通長(cháng)江大橋北側主塔
面對如此復雜的結構和龐大的施工量,項目組采用進(jìn)口的DOKA液壓爬模體系,合理地布置大型塔吊,大大縮短了施工所用時(shí)間。
2017年3月7日,28號墩主塔下塔柱順利澆筑完成,進(jìn)入下橫梁施工;5月17日,28號主塔下橫梁混凝土澆筑完成,主塔轉入中塔柱施工。2017年12月28日,28號主墩中塔柱成功合龍,主塔施工高度達到210米。2018年1月18日,滬通大橋28號主墩完成首節上塔柱混凝土澆筑。2018年7月11日,28號塔完成第50節混凝土澆筑,主塔高度突破300米,上升到303米。2018年9月12日,28號墩主塔施工至54節,高度達322米。2018年9月28日,滬通長(cháng)江大橋北側主塔成功封頂,世界最高公鐵兩用大橋主塔橫空出世。
目前,29號主塔正在加快建設中。
據統計,國內近期修建的大跨度橋梁主塔,主塔的平均施工速度為0.35至0.4米每天,而滬通長(cháng)江大橋330米主塔僅用時(shí)兩年便完成建設,相當于每天建設0.44米,創(chuàng )造了超高空主塔快速施工新紀錄。

▲剛剛封頂的滬通長(cháng)江大橋北側主塔
滬通長(cháng)江公鐵兩用大橋是滬通鐵路、通蘇嘉城際鐵路、錫通高速公路共同的過(guò)江通道,設計為上層6車(chē)道高速公路,下層4線(xiàn)鐵路,全長(cháng)11072米,主跨1092米,是世界上首座跨度超千米的公鐵兩用斜拉橋。本次北側主塔施工結束后,大橋將進(jìn)入鋼梁架設和斜拉索掛設施工階段。
近年來(lái),中國橋梁建設領(lǐng)域捷報頻傳,一大批超級工程舉世矚目。滬通長(cháng)江公鐵兩用大橋就是其中的杰出代表。中國橋梁建設技術(shù)和實(shí)力已經(jīng)處于世界工程領(lǐng)域的巔峰水平。預祝中國橋梁取得更大進(jìn)展。期待滬通長(cháng)江大橋早日建成!
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