世界首例!“世界第一井”、五峰山長江特大橋北錨碇沉井成功下沉
2017-11-10 11:45:00 來源:漢網(wǎng)

武晚傳媒·武漢晚報11月10日訊(記者陶常寧 通訊員王力 徐凌 陳嘉倫 攝影/通訊員劉洋森)今天(10日)11點,在上海鐵路局精心組織下,經(jīng)過近兩年的建設,連(云港)鎮(zhèn)(江)鐵路五峰山長江特大橋建設取得重大突破,大橋北錨碇超大沉井實現(xiàn)成功下沉到位,這是世界上最大的陸地深沉井。在這個“超級工程”的背后,有兩支“武漢建橋力量”的身影,橋梁設計由中鐵大橋院完成,北錨碇建設由中交二航局完成。

北錨碇超大沉井成功下沉,標志著五峰山長江特大橋關(guān)鍵控制性節(jié)點如期順利完成,北錨碇施工將由地下轉(zhuǎn)入地面以上錨體施工。這是中國跨江公鐵特大橋建設史上又一重要里程碑。

世界首座高速鐵路懸索橋,上層是高速公路,下層是高速鐵路

五峰山長江特大橋位于泰州長江大橋和潤揚長江大橋之間,其北岸位于鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)高橋鎮(zhèn),南岸位于鎮(zhèn)江新區(qū)五峰山腳下,是連鎮(zhèn)鐵路和京滬高速公路南延的關(guān)鍵控制性工程。

大橋全長6409米,其中主跨為1092米,采用單跨懸吊鋼桁梁懸索結(jié)構(gòu),上層為8車道高速公路,設計速度每小時100公里;下層為4線高速鐵路,設計速度每小時250公里。

“五峰山長江特大橋北錨碇沉井體量巨大,下沉施工是連鎮(zhèn)鐵路建設的重大難點之一?!敝薪欢骄指笨偨?jīng)理、五峰山長江大橋一標項目經(jīng)理吳維忠介紹,這座特大橋是中國第一座公鐵兩用懸索橋、世界首座高速鐵路懸索橋,航道不設橋墩,一跨過江。按照一線鐵路載荷相當于6車道高速公路推算,新建的特大橋載荷相當于32車道的高速公路橋。

錨碇的作用就像一個“秤砣”,通過它把懸索橋牢牢固定住。要挑起這一重擔,要求錨碇沉井有足夠大的體量,才能保證整個大橋的穩(wěn)定和行車安全。

大橋北錨碇重133萬噸,相當于186座埃菲爾鐵塔重量

五峰山長江特大橋北錨碇沉井長100.7米、寬72.1米、高56米,面積比足球場還大,建成后的北錨碇重量達133萬噸,相當于186座法國巴黎埃菲爾鐵塔重量,相當于13艘世界上最大航空母艦滿載排水量之和,不論重量還是體積,都是名副其實的“世界第一井”。

“按照施工組織安排,北錨碇沉井分10次澆筑混凝土,分3階段下沉到位?!眳蔷S忠表示,由于尺寸巨大,在下沉過程中沉井結(jié)構(gòu)的剛度就會變得很小,如同一塊“海綿床墊”,下沉施工的難度和風險巨大。

超大沉井下沉施工,世界無先例

建設五峰山這座世界級大跨度重載高速鐵路兩用懸索橋,國際上沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可供借鑒,而超大沉井下沉施工也無先例,項目設計方和施工方利用最新科技成果,結(jié)合以往經(jīng)驗,邊科研邊實踐,攻克多項施工難題。

大橋總設計師、中鐵大橋院副總工程師徐恭義表示,為節(jié)省橋位資源,節(jié)約工程總投資,減少建橋?qū)Νh(huán)境的影響,主橋采用主跨1092米的公鐵兩用鋼桁梁懸索橋方案,考慮到北岸錨碇所處建設條件,是類似于沼澤地的水塘魚池環(huán)境,其下的地基都是松軟的淤泥河灘沙土,承載能力很差。因此,其設計非常具有挑戰(zhàn)性,采用特大平面尺寸的沉井結(jié)構(gòu),既應對了不利的建橋環(huán)境,又解決了不良地基條件下的結(jié)構(gòu)受力安全和工程經(jīng)濟問題。

建橋“黑科技”,攻克多項施工難題

針對地質(zhì)條件復雜、首次下沉沉井結(jié)構(gòu)剛度弱的特點,在總結(jié)已有經(jīng)驗的基礎上,二航局經(jīng)過反復的研究和嘗試,采取“十字槽開挖下沉法”,通過對刃腳開槽寬度的控制,控制下沉速度。

聯(lián)合多家智囊團隊研發(fā)了五峰山長江大橋北錨碇信息化施工監(jiān)測平臺,將實景建模和監(jiān)控數(shù)據(jù)相融合指導后續(xù)施工,探索出數(shù)字化下沉技術(shù)。

大橋沉井采用空氣幕技術(shù),減少下沉阻力,調(diào)節(jié)下沉的偏位,確保了五峰山大橋沉井下沉平面誤差控制在10厘米以內(nèi),遠遠高于設計和規(guī)范要求。

沉井下沉首次應用三維聲吶探測立體成像技術(shù),是三維聲吶立體成像在沉井下沉中首次成功應用。

多種創(chuàng)新技術(shù)方案和工藝工法的有效實施,實現(xiàn)了龐然大物安全平穩(wěn)下沉56米至設計標高,精準到位,成功解決了超大型沉井施工的世界級難題,為我國特大橋梁沉井施工積累了經(jīng)驗。

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連鎮(zhèn)鐵路是國家快速鐵路網(wǎng)的重要組成部分,是長三角城市群區(qū)域快速鐵路的骨干線路,是江蘇省連接蘇北、蘇中、蘇南地區(qū)的南北縱向主通道,具有京滬高鐵輔助通道的重要功能,在國家鐵路網(wǎng)和江蘇省綜合運輸體系中具有重要地位。

這條鐵路全長304.5公里,設計時速250公里,主要承擔區(qū)域內(nèi)南北方向客運任務。該鐵路2015年9月全線正式開工建設,預計2020年8月全線建成,通車后將大大縮短江蘇城市群間的時空距離。

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