皖江上3座在建大橋創出多項“世界之最”——
“安徽建造”,在跨江中持續跨越
長江安徽段,江面寬闊,頗顯浩浩湯湯氣象。
正在建設中的G3銅陵長江公鐵大橋最近完成兩側節段鋼梁焊接,這標志著世界首座雙層斜拉-懸索協作體系大橋主橋正式合龍,下一步將進入大橋附屬工程施工階段。
在G3銅陵長江公鐵大橋的下游,巢馬城際馬鞍山長江公鐵大橋也在如火如荼地建設。這將是世界上首座雙主跨超千米的三塔斜拉橋、世界最大跨度三塔斜拉橋,也是世界上最長聯鋼桁梁斜拉橋。
如今,在長江安徽段,已經建成10座長江大橋,3座在建大橋都是公鐵兩用大橋。
每一座長江大橋的建成,都是工程技術領域的突破與飛躍。
以馬鞍山長江公路大橋、望東長江大橋、蕪湖長江二橋等為代表的一系列跨江橋梁多次獲得國際、國內橋梁設計制造領域大獎,安徽躋身國內外橋梁建設領域的領先之列。
“四新”技術不斷涌現、“世界之最”“全國之最”相繼在長江安徽段的建橋進程中誕生……這些都是新質生產力在橋梁建設上的生動體現。
再創新紀錄
走近銅陵羊山磯,只見G3銅陵長江公鐵大橋猶如一條紅色長龍橫臥長江之上。
大橋起于銅陵市陳瑤湖鎮花園村,止于銅陵市大通鎮民主村,路線全長11.88公里。其下游約720米處正是1995年建成通車、有著“皖江第一橋”之稱的安徽第一座跨江大橋——銅陵長江公路大橋。
兩橋同框,自成一景,仿佛一場跨時空的對話,展示了多年來安徽在造橋技術上的進步。
不同于“皖江第一橋”只能以高速公路通行為主,G3銅陵長江公鐵大橋一橋兼具高速公路、城際鐵路、貨運鐵路三種過江功能。大橋上層橋面布置為6車道高速公路,設計時速100公里;下層橋面布置為4線鐵路,其中2線為合池城際鐵路,設計時速250公里,2線為銅陵南至江北港鐵路,后期延伸至樅陽,連接安慶,設計時速120公里。
項目總投資87.8億元的G3銅陵長江公鐵大橋,成為銅陵建市以來單體投資規模最大的工程。項目于2022年1月4日正式動工,不到32個月實現鋼梁合龍,創造了長江中下游公鐵橋梁施工進度新紀錄。
G3銅陵長江公鐵大橋總設計師、中鐵大橋院總工程師肖海珠告訴記者,大橋開工建設以來,項目部堅持以工廠化、專業化、機械化、智能化“四化”建設為支撐,取得了“四項首創”“八個工藝創新”和授權專利14項等成果。
其中,最引人關注的莫過于橋式的創新——采用雙層斜拉-懸索協作體系。“這主要跟它的建造條件有關。”肖海珠向記者解釋,大橋所處位置跨度達到988米,這樣一個跨度全部采用斜拉橋橋式,造橋成本高、不經濟,而懸索橋偏柔性,剛度不能完全滿足高速鐵路的通行需求。
“我們通過大量研究計算,創新了橋式,將斜拉-懸索一剛一柔兩種結構連接到一起,在國內尚屬首次,既滿足了高鐵250公里/小時的通行需求,又比單純采用斜拉橋橋式建設節省了5億元左右的建造成本。”肖海珠表示。
“世界之最”頻出
萬里長江奔流不息。30多年的跨江橋梁建設促進了安徽在橋梁設計建造領域的一次次飛躍。
“早在2006年,安徽橋梁在設計階段就采用了智能化、標準化的手段,并開展了工程工業化研究與應用。”安徽省交通規劃設計研究總院總工程師吳志剛告訴記者。安徽在“體系與結構創新、構件標準化設計、標準體系建立”等方面歷經近20年升級迭代,已形成“小型構筑物-標準跨徑橋梁-特殊結構橋梁”成套技術體系,并獲多項省科技進步獎及學會獎項,處于全國領先地位。
蕪湖長江公路二橋就曾應用全體外預應力節段拼裝箱梁,應用規模達27.8公里,居國內外之首。全體外預應力與輕型薄壁相結合,不僅節約大橋材料用量20%,還讓大橋建設實現了工廠化、標準化、裝配化。
隨著橋梁建設水平和通航質量要求的提高,目前跨長江大橋的建設朝著超大跨度、超高塔柱方向發展,也以此確保長江黃金水道的正常通航要求。
今年5月,馬鞍山長江公鐵大橋的建設現場,一次迎來10位中國工程院院士及多位鐵路建設領域專家。“大咖”云集,把脈護航,為橋梁建設、工程技術創新增添了底氣。
“大橋成功應用多項‘四新’技術,創造了六項世界第一,代表中國橋梁的先進技術水平。”大橋主管工程師徐敏告訴記者。大橋首創超大跨徑多塔斜拉橋結構體系,實現最大跨度鐵路多塔斜拉橋從主跨2×406米到2×1120米的跨越式突破。大橋建設中,為解決超大跨徑橋梁的因傳統材料無法滿足橋梁受力關鍵難題,該項目團隊還研發出世界上強度最高、目前長度最長、疲勞應力幅最大的平行鋼絲斜拉索和鋼絞線斜拉索,世界上起重力矩最大的15000噸米塔式起重機,世界最大跨公鐵合建無砟軌道,世界最長的鋼桁梁懸臂等。
“中國已經從橋梁大國轉變為橋梁強國,安徽長大橋梁的設計和建造技術也都在不斷迭代。”吳志剛告訴記者。新結構、新材料、新設備、新工藝“四新”技術不斷涌現、沉淀,成為安徽橋梁建設乃至基礎設施建設不斷跨越突破的最堅實底座。
每秒3萬條
養護工作的質量直接影響大橋的壽命和舒適性。對跨長江大橋進行有效養護,保障橋梁安全通暢,是跨江橋梁建設使用的重要一環。
G3銅陵長江公鐵大橋項目經理劉幸福表示,從大橋開工之日起,他們的目標就是“建造一座免維護的橋”。為此,項目部對混凝土進行嚴格把控,不僅要求橋梁墩身無裂紋,甚至色差也要控制在一定范圍。
借助大數據、云計算、人工智能等科技手段,也是強化大橋養護的發力方向。
面對超千米跨度公鐵兩用斜拉橋的管養需求,馬鞍山長江公鐵大橋項目提出多尺度有限元模型與多元數據模型協同驅動的混合監測方法,以橋梁的力學模型為基礎,搭建長期監測數據的計算與分析平臺框架,建立有限元計算結果和異質實測數據雙向流動、互通互補的協同分析模式,建立大橋智慧管養系統平臺,為橋梁長期服役性能保持和安全保證提供量化與數字支持。
安徽交控集團所屬安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司是在國內行業領域處于領先地位的上市公司。其綜合運用GIS+BIM、大數據、云計算等新一代信息技術,自主研發構建了安徽交控高速公路長大橋梁結構健康監測平臺,在10余座跨長江、淮河高速公路特大橋上應用。
平臺采用新型圖像式裂縫計對連續梁橋腹板裂縫發展趨勢進行長期跟蹤監測、采用動應變計對鋼結構發現的疲勞裂紋進行成因分析等,實現了監測系統從單一的“監測預警”向“養護生產”轉變。
目前,該平臺已接入感知設備近4000個,每秒處理實時監測數據約3萬條。
30年,13橋。
同樣是建設長江大橋,不同時代的建設內涵截然不同。
從設計理念的創新到施工技術的提升,再到材料的選擇和管理模式的優化。正是新質生產力在安徽橋梁領域的應用與發展,讓“安徽建造”在跨江中持續跨越,不斷成長為橋梁建設領域的技術領先者。(記者 豐 靜 劉 洋)