芜湖长江三桥即将通车:矮塔中的雄伟匠心

芜湖长江三桥(商合杭铁路芜湖长江大桥)是商丘—合肥—杭州铁路及芜湖城市跨江交通骨干网的重要组成部分,是集客运专线、市域轨道交通、城市主干道路于一体的公铁合建桥梁,上层为双向八车道城市道路,下层为两线客运专线和两线按城际铁路(预留)标准建设的市域轨道线。

   芜湖长江三桥(商合杭铁路芜湖长江大桥)是商丘—合肥—杭州铁路及芜湖城市跨江交通骨干网的重要组成部分,是集客运专线、市域轨道交通、城市主干道路于一体的公铁合建桥梁,上层为双向八车道城市道路,下层为两线客运专线和两线按城际铁路(预留)标准建设的市域轨道线。

 

   芜湖长江三桥由中国中铁大桥院设计、中国中铁大桥局承建,是世界首座高低矮塔公铁两用斜拉桥。“个头”虽不高,却是跨越长江的一座桥梁丰碑。大桥主跨588米。2号主塔高155米,3号主塔高130.5米。相比其他斜拉桥,大桥主塔桥面以上塔高仅为正常塔高的一半。两座主塔不仅“不高”,而且高度也“不一样”。这其中有什么奥秘呢?

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   据介绍,一般桥梁的主塔高度保持一致,比如芜湖长江大桥和芜湖长江二桥。但是,芜湖三桥附近有座机场,大桥受航空限高的影响,桥面向下又要保证32米的通航净空高度,设计方采取不同高度的“兄弟塔”模式,这其实相当于设计了两座桥梁。同时,主塔独特的不对称结构,为大桥建设带来了一系列挑战。

 

斜拉索的拉力强

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   为保证双塔受力均衡,大桥两座主塔的斜拉索数量均不相同,2号塔为21对斜拉索,3号塔为17对斜拉索。而且较高塔而言,低塔斜拉桥的拉索和主梁所需承受的力将会更大。作为斜拉桥的主要受力结构,芜湖长江三桥的斜拉索采用的直径7毫米的锌铝合金镀层钢丝,强度高达2000兆帕,单根斜拉索由547根钢丝构成,拉力可达1600吨,相当于1300多台小轿车的重量。

 

公铁桥面很特别

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   一般桥梁,公路桥面和铁路桥面宽度基本保持一致,或者公路桥面宽度大于铁路。但这座桥的公路桥面宽度却小于铁路桥面,公路路面宽35米,铁路45米。不仅如此,一般桥梁的斜拉索会挂在公路桥面上,但是芜湖三桥的主塔较矮,为了提升向上力度,斜拉索挂在铁路桥面上。

 

钢梁架设要求高

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   矮塔导致斜拉索角度较小,斜拉索产生的水平力较大;同时,大桥铁路梁的截面大、重量大,这对大桥钢梁架设也带来了挑战。对此,中国中铁大桥局采用铁路梁和公路梁分别整节段吊装的施工工艺。利用800吨桥面吊机双悬臂架设钢梁(墩顶节段采用1000吨浮吊辅助安装),将铁路梁节段和公路梁节段分为2次整体吊装,单次吊装吊重大。吊装到位后,铁路梁与公路梁两节段间有7根连接的杆件,需由5000多个高强螺栓进行连接固定,精度要求极高,误差需控制在0.1毫米以内。

 

合龙吊装难度大

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   由于矮塔的设计导致斜拉索角度较小,常规的通过斜拉索调整合龙口高差这一方法,在芜湖三桥实施效果不明显,因此合龙难度较大。芜湖长江三桥合龙段钢梁长8.15米,而吊装宽度只有8.17米,仅比钢梁的宽度大2厘米。在如此微小的差距下,如何精确吊装就位成了一个难题。中国中铁大桥局通过调整斜拉式索力、架梁吊机的走位及横向钢绞线的对拉等措施,顺利完成了钢梁合龙,最终比原计划合龙时间提前了将近一个月。

 

主塔刚性强度大

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   为加强主塔的刚性,中国中铁大桥局在索塔内横向、纵向都布置了双层主筋、钢锚梁和高强度低松弛预应力钢丝束,最密集的区域需在37平米、高6米的回字形空间内布置200束钢丝,每束钢丝由36根钢丝组成,安装完后还需对钢丝进行镦头、张拉作业,最后压浆,使其与主塔融为一体。

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   江面宽阔,汽笛长鸣。大江之上,飞虹再起。让我们一起静待,即将通车的芜湖长江三桥。


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