中国基建响彻全球,中国高铁更是一张响当当的名片,然而“中国名片”不止一张,全球十大高桥,中国占据八座,全球十大最长跨海大桥,中国占据六座。
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例如世界最长跨海大桥的港珠澳大桥,世界第一高桥的北盘江铁路斜拉桥,本文要讲的这座桥,绝对可以称得上是“艳惊四座”。
为了使扬州更好融入苏南经济圈,也为了长江两岸百姓更方便往返,国家计划建立五峰山长江大桥。
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五峰山长江大桥是世界上首座公铁两用悬索桥,横跨长江,南连镇江,北接扬州,全长6409米,其中主跨1092米,主塔超过200米,大桥上层为8车道高速公路,设计车速每小时100公里,大桥下层为4线高铁,设计车速每小时250公里,实现了公铁共构。
五峰山长江大桥是江苏第一条新建全线八车道高速公路,也是沟通京津冀和长三角地区间最便捷的南北向过江通道,对两岸产业融合有着巨大推动作用。
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五峰山最大的亮点之一在于沉井,温州瓯江北口大桥是全球首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,南锚碇沉井平面尺寸为70米×63米,总重量达20万吨,以我国辽宁号航母满载排水量约6万吨计算,该沉井等于3.3艘辽宁号航母重量之和。
然而五峰山长江大桥的沉井规模,却碾压温州瓯江北口大桥沉井好几个级别。
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在开始建造前,专家对当地环境进行了地质调查,得出的结论是,附近受长江流水侵蚀严重,不仅水文条件复杂、地质不稳定,土壤还十分松软,建造跨江大桥的难度非常高。
此外,五峰山长江大桥镇江段属于航运主干道,每天往来巨型船舶繁多,在造桥时必需留好足够的空间,并且上面还要保证高铁平稳运行,这些对悬索桥拉力都有着极高的要求。
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主缆钢丝的难度倒不大,我们可以采用全球最粗的钢丝,直径高达1.3米,强度超过1960兆帕,再加上紧缆机和缠丝机的辅助,所以主缆钢丝这块问题可以解决。
作为主要结构的索塔也可以加重,但两端的“秤砣”该如何解决?
所谓的秤砣就是大桥的锚碇,它的作用是固定大型桥梁,将悬索桥主缆承受的作用力传递到地基中,就跟公园里的跷跷板一样,为了保持跷跷板平衡,两边坐一个体重相同的壮士。
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锚碇在承受作用力的时候,同时也会承受反作用力,就像两队人拔河一般,你在往己方拉绳的时候,同样对方也在反方向使力。
一旦锚碇发生松动,悬索掉下来,整座大桥在失去支撑的情况下会发生什么,后果可想而知。
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锚碇的重量一定要重,要达到武侠小说中“不动如山”的境界,问题出现了,正如上文所说,长江两岸泥土松软,部分区域淤泥质黏土层厚度甚至超过8米,作为锚碇基础的沉井该怎么建造,又成了最关键难题。
沉井是一个圆形或方形结构,由井壁、刃脚、隔墙、凹槽、封底和顶盖构成,简单的说,五峰山长江大桥的沉井,就是用来放锚碇的。
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如果锚碇纯纯的放在地下,万一发生位移,整座大桥甚至都可能坍塌,而沉井既能作为空间容纳锚碇,隔绝水分和泥土,又能进一步起到固定作用。
那么问题又回到沉井上来了,如果沉井造歪了,就跟蝴蝶效应似的,后果会非常严重。
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为了保证沉井不倾斜,工程队采用“十字拉槽加全断面小锅底开挖”工法,并且用20台水下快速取土设备辅以18台龙门吊,顺利解决了黏土淤泥层中取土难的问题。
在整个建造沉井过程中,工程队安装大量监控元器件,采用数字化技术进行下沉控制,尽量将沉井平面误差控制在10公分以下。
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五峰山长江大桥北锚碇的沉井长100.7米,宽72.1米,面积差不多一个足球场那么大,重133万吨,是温州瓯江北口大桥沉井的6.65倍,约等于22艘辽宁号航母或186座埃菲尔铁塔的总重量,差不多造了一个超大型实心广场沉入地下,是世界上最大的陆地沉井。
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五峰山长江大桥陆地沉井是中国工程技术的一次新突破,也为将来其他工程提供了宝贵经验,同时又代表中国造桥技术引领世界,是跟中国高铁并列,成为又一张响当当名片。
同时,五峰山长江大桥将扬州更方便快捷的连接苏南,融入上海一小时经济圈,带动两岸经济发展。