8月8日,武漢(hàn)青山長江大橋主跨首梁架設成功,標誌著大橋建設取得階段性進展。這座大橋不僅擁有多(duō)項世界第一,還是一座全漂浮體係的特大橋斜拉橋。今天,超級建築給大(dà)家仔細(xì)介紹一下這(zhè)座超級工程。
武漢青山(shān)長(zhǎng)江大橋位於武鋼外貿碼頭下遊1公裏處,是武漢四環(huán)線跨越長江的控製性工程(chéng)之一。它是長江上(shàng)最寬的大橋,橋寬達(dá)48米。它的設計為全漂浮結構,主跨(kuà)938米,是世界(jiè)上跨度最大的全漂浮體係斜拉橋。
▲武(wǔ)漢青山長江大橋效果圖
所謂的全漂浮體係斜拉橋即承重索塔不設下橫梁,主(zhǔ)梁依靠斜拉索的拉力處於全懸浮(fú)狀態,整座大(dà)橋的荷載就全部通過斜拉(lā)索傳到了索塔,再由索塔垂直傳遞至基礎。全漂浮體係斜拉橋可以很好適應運營(yíng)工況及溫差、大風、地震(zhèn)等外力作用下的位移變形,避免結構共振,達到抗震消能的作用。關於全漂浮體係斜拉橋的秘密,超級建築在本文後麵部(bù)分給(gěi)大家仔細介紹。
▲8月8日航拍的武(wǔ)漢青山長江大橋
8月8日,武漢(hàn)青山長(zhǎng)江大橋工(gōng)地南岸邊跨(kuà)鋼梁上,一台由(yóu)中鐵大橋局自主研發的CQ500型全自動桅杆式架梁吊機齊齊伸出吊臂,將一節重近500噸的鋼箱梁(liáng)從江(jiāng)麵平(píng)穩吊起,在鋼梁吊至橋麵高度時,進(jìn)行縱、橫(héng)坡調整,9點28分,與已架設梁段精準匹配後(hòu)進(jìn)行(háng)臨時連接,這標誌著(zhe)這座世界上跨度最大的全漂浮體係斜拉橋主跨首節鋼梁架設成功(gōng)。
▲8月8日拍攝的武漢(hàn)青山長(zhǎng)江大橋
青山長江大橋主(zhǔ)跨鋼箱梁采用預製吊裝(zhuāng)架設,共有63個梁段,全寬48米,約為(wéi)一個標準泳池(chí)的長度,是(shì)目前長江上(shàng)最寬的整體式(shì)鋼箱梁。鋼箱梁高4.5米(mǐ),標準梁長(zhǎng)15米,箱梁(liáng)最大重量為532噸,相當於300多輛(liàng)小轎車的總重(chóng)。主跨鋼梁的架設采用中鐵大橋局自主研發的CQ500型全(quán)自動桅杆式架梁吊機來完成,從兩邊往中間架,最後在長江中間合龍。
▲8月8日航拍的(de)武漢青山長江大橋
武漢青山長(zhǎng)江大橋還是世界跨度最(zuì)大的雙塔鋼箱及鋼箱結合梁斜拉橋,同時還擁有世界最高的A塔。2018年4月10日,武漢青山長江大橋南岸主塔成(chéng)功封頂,這一天,中(zhōng)國建設者一舉刷(shuā)新了世界橋梁(liáng)A型塔(tǎ)的高度(dù)紀錄。
武(wǔ)漢(hàn)青山長江大橋總(zǒng)投資56億元,采用BOT+EPC(投資、設計、施(shī)工、運營一(yī)體化)模式建設,由武(wǔ)漢(hàn)交通工程建設投資集團有限公司、中鐵大橋(qiáo)局股份有限公司、湖北省交通規劃設計院、中鐵大橋勘測設計院集團有限公司共同出(chū)資負責建設、經(jīng)營和管理。
▲8月8日航拍的武漢青山長江大橋
武漢青山長江大(dà)橋由中鐵(tiě)大橋院設計、中鐵大橋局施(shī)工,於2015年開工建設,預計2019年基本建成通車,屆時(shí)將成(chéng)為萬裏(lǐ)長江上最寬的大橋(qiáo)。
▲8月8日航拍的武漢青山長江大橋
斜拉橋主要由索塔、主梁、斜(xié)拉索組成。在斜拉橋設計上(shàng),按梁體與塔墩的(de)連接方式可以分為四大類:剛構(gòu)體係、塔梁固結體係、半漂浮體係、漂浮(fú)體係(全漂浮體係)。這是個比較專業的問題。所謂剛構體係就是指(zhǐ)大橋的主梁索塔橋墩三者互(hù)為固結(jié);塔梁固結體係就是塔梁固結體係且塔墩分離;半漂浮體係就是塔墩固(gù)結塔梁分離,在塔墩處主梁下設置豎向支承;全漂浮體係就(jiù)是塔墩固(gù)結塔梁分(fèn)離。
▲青山長江大橋設(shè)計圖
青山長江大橋A型主塔A中間的那“一橫(héng)”在(zài)主塔的上半部,而大橋的橋麵主梁在主塔的(de)下半部。大橋主塔和主梁交界處的下麵沒有橫梁。青山長江大橋這種無下橫梁的主塔設計和(hé)絕(jué)大多數斜拉橋是截然不同的。
▲2017年月(yuè)9月拍攝的武漢青山(shān)長江大橋
▲青山長江大橋的主塔沒有(yǒu)下橫梁,現在放置首節鋼梁的這個平台(tái)是個臨時裝置。首節鋼梁隻是(shì)臨時在這個(gè)平台上進行組(zǔ)裝,等掛(guà)好斜拉索後,鋼梁的重量就(jiù)全(quán)部被斜拉索(suǒ)承(chéng)載,這個臨時支撐平台會被拆除。於是,大橋938米主跨以及主塔兩側18號墩(dūn)至21號(hào)墩之間的全部主梁將完(wán)全懸空。這叫做全漂浮體係。
▲8月8日航拍的武漢青山長江大橋
大橋一千多米的鋼梁中(zhōng)沒有(yǒu)橫梁的支(zhī)撐,整個梁段均是依靠斜(xié)拉索的(de)拉力支撐,處於(yú)“全懸浮”狀態,整個(gè)橋梁與橋墩(dūn)之間完全無連(lián)接。這樣一來(lái),整座大橋的(de)重量就全部通過斜拉索傳到了索(suǒ)塔的塔頂(dǐng)。
全漂浮體係雖然建設難度大,但其優勢也十分明顯。特別是在發生地震或颶風時(shí),全漂浮斜拉橋可以(yǐ)不受橋(qiáo)墩的約束而極大限度地實現縱向擺動,從而(ér)避免結構共(gòng)振,達到抗震消能的最佳效果。當橋梁發生溫度變形或正常的(de)徐變變形時,相互脫離的懸浮結構也能避免橋中產(chǎn)生過大的內部(bù)應力。
▲8月8日航拍的武漢青山(shān)長江大橋
青山長江大(dà)橋的另一個創新之處(chù)在於,兩個索塔之間是鋼箱梁,塔兩邊是鋼箱梁(liáng)和混(hún)凝土的結合梁,整個橋是一個混合梁斜拉橋,青(qīng)山長江大橋太寬,兩邊若隻單用混凝土梁的話,會造成橋(qiáo)梁開裂。
青山長江大橋(qiáo)主跨首節鋼梁架設成功,也標誌著大橋建設(shè)進入攻堅階段(duàn),預計(jì)在明年初完成主體結構(gòu)施工,2019年底建成(chéng)通車。