前言
寧揚長江大橋(龍?zhí)哆^江通道)于1月1日正式建成通車,為萬里長江再添一條過江新通道。
長江素有“黃金水道”之稱,但其漫長的水道也成為南北陸路溝通必須要跨越的一道天塹。在江蘇,長江流經(jīng)南京、鎮(zhèn)江、揚州、泰州、常州、南通等多個城市,江南江北的溝通聯(lián)絡、城市之間的交流發(fā)展都需要跨越長江。跨江通道建設,成為江蘇省歷來交通規(guī)劃的重點。
2018年10月,《江蘇省高速公路網(wǎng)規(guī)劃(2017-2035年)》獲批。《規(guī)劃》中陳述了高起點、高水平推進江蘇高速公路發(fā)展的必要性和迫切性,提出了“十五射六縱十橫”的高速公路布局形態(tài),規(guī)劃了15個過江通道,其中新增4個,寧揚長江大橋即為其中之一,是儀征至祿口機場高速公路的跨江段工程。同時,寧揚長江大橋還是國家《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》和《長江干線過江通道布局規(guī)劃(2020-2035年)》共同明確的綜合交通體系關鍵性節(jié)點工程。
大橋概況
寧揚長江大橋連接南京與揚州兩市,地處寧鎮(zhèn)同城化發(fā)展中心,為寧鎮(zhèn)揚同城化的重要交通設施,位列江蘇省重大項目建設名單。大橋全長約5公里,主橋為主跨1560米的鋼箱梁懸索橋,一跨過長江,按雙向6車道高速公路標準建設,設計行車速度100公里/小時。該項目的建設,對響應長江經(jīng)濟帶發(fā)展戰(zhàn)略,推動揚子江城市群、寧鎮(zhèn)揚一體化發(fā)展,加快構建綜合立體交通走廊,優(yōu)化過江通道布局,完善高速公路網(wǎng)絡等具有重要意義。
建設亮點
中交二公局承建大橋A4、A5兩個標段,承建內容分別為主橋南錨碇和上部結構施工。建設以來,項目以創(chuàng)新賦能,以管理創(chuàng)效,施工生產(chǎn)穩(wěn)步推進。
高精度
在懸索橋結構中,錨碇就像“秤砣”,固定著大橋的主纜,承擔起橋梁的重量。中交二公局承建的南錨碇為重力式錨結構,沉井長73.4米、寬56.6米,平面面積相當于10個籃球場,高度相當于17層高樓,在建時為國內公路橋梁最大的陸地沉井,需要精準下沉至地下50米深。
為保持這樣一個超大沉井下沉的穩(wěn)定和精準,項目創(chuàng)新研發(fā)了沉井下沉自動化監(jiān)控系統(tǒng),每30分鐘自動采集一次數(shù)據(jù),實現(xiàn)沉井結構應力、幾何姿態(tài)、土壓力自動化實時監(jiān)控,實現(xiàn)“主動預測、智能糾偏”;采用水下三維聲吶掃測技術對沉井基底地形進行檢測,實現(xiàn)沉井基底地形可視化檢測;采用空氣幕助沉工藝,通過分層、分區(qū)啟動空氣幕,降低沉井側壁摩阻力。2021年11月26日,大橋南錨碇沉井精準下沉到位,最終中心平面偏位僅9毫米、傾斜度萬分之七,遠優(yōu)于規(guī)范及設計要求,創(chuàng)造了當時國內陸地超大沉井下沉精度控制新紀錄。
超長度
寧揚長江大橋所用主纜長達2891米,每根主纜由126束索股組成,每束索股包含127根直徑6.0毫米的1960兆帕高強鋼絲,主纜鋼絲總長約92523千米,可繞地球2.3圈。單根主纜重10369.8噸,相當于200節(jié)高鐵車廂。
建設中,大橋主纜索股采用國內首創(chuàng)的“PPWS索股智能循環(huán)牽引系統(tǒng)”架設。該系統(tǒng)將2根牽引索通過拽拉器連接形成閉環(huán),由一臺卷揚機的正反轉實現(xiàn)索股牽引,并通過設置配重機構實現(xiàn)牽引索恒張力,實現(xiàn)了主纜架設全過程的牽引運行安全平穩(wěn)、經(jīng)濟高效。同時,該系統(tǒng)還搭載了智能化平臺,可以實現(xiàn)牽引階段的遠程聯(lián)動和自動化控制。“這套系統(tǒng)具有同步性好,穩(wěn)定性強、安全可靠、快速高效、經(jīng)濟節(jié)約等優(yōu)勢,我們實現(xiàn)了單日牽引11根主纜的施工工效。”項目總工程師李維生介紹說。
大重量
· 主索鞍
主索鞍是大橋的核心部件之一,就像一雙大手,可以將主纜“抓牢”,與主塔固定。寧揚長江大橋的主索鞍最重的構件重達90.5噸,要吊裝在高240米的主塔頂,相當于一次性將60輛轎車起吊到80層高樓。針對吊裝重量大、吊裝高度高等難點,項目結合現(xiàn)場施工實際,研究制定了2臺30噸卷揚機+塔頂門架體系的起吊系統(tǒng),針對性制定了起吊過程中的各項安全保障措施,順利完成了主索鞍等結構的吊裝施工,并取得江蘇省級工法和多項發(fā)明專利。
· 箱梁
大橋主橋共110片鋼箱梁,其中主跨103片,南邊跨7片,標準梁段重267.7噸,最重梁段達412.8噸,相當于275輛小汽車,均采用跨纜吊機進行吊裝。
大橋上部施工跨越長江,橋下就是過往的船舶。為減少對長江航運的影響,鋼箱梁吊裝采用兩種方式:在航道通行范圍內,采用“駁船載運、臨時限航、水中定位、原位吊裝”工藝,從跨中向主塔方向依次同步吊裝;在近岸區(qū)域,則采用“駁船載運、垂直起吊、蕩移入軌、平移就位”工藝,順次安裝就位。為保障吊裝安全順利,項目還采用了大跨徑懸索橋鋼箱梁智能化吊裝監(jiān)控系統(tǒng),實時監(jiān)控吊裝階段梁段平面傾斜角度、吊具姿態(tài)、受力狀態(tài)、跨纜吊機關鍵結構應力變化情況,設置應力和姿態(tài)預警閥值,加強吊裝過程中的安全監(jiān)控、預測預警,確保了施工安全、有序、可控。
新工藝
· 先導索過江
大橋先導索過江創(chuàng)新采用“主飛無人機牽引+伴飛無人機監(jiān)控”模式,這是江蘇跨江大橋建設史上首次采用無人機牽引技術架設先導索。相比于傳統(tǒng)的船舶拽拉先導索過江方式,無人機方案更加安全高效、落點精準且對長江航運影響較小,極大提升了施工效率。這項技術取得江蘇省級工法,并榮獲江蘇省交通行業(yè)優(yōu)秀QC成果。
· 世界首創(chuàng)的纜內送氣方式
主纜是懸索橋最核心的承力構件之一,連接吊索、承載橋面,后期幾乎不可更換,被稱為懸索橋的“生命線”。但主纜在長期使用過程中,受纜內濕空氣等因素影響,可能會產(chǎn)生鋼絲腐蝕問題。為保障大橋安全運行,必須要安裝除濕系統(tǒng)以控制主纜內部的濕度環(huán)境,保障其耐久性,延長使用壽命。
傳統(tǒng)的纜外送氣方式,是在主纜外表面安裝進氣夾,將干空氣壓入纜內,排出濕空氣,以達到干燥目的。在寧揚長江大橋,項目建設者突破傳統(tǒng),采用了世界首創(chuàng)的纜內送氣方式,在主纜中心位置敷設一根長約2800米、直徑6厘米的鋅鋁合金通氣管,直接從主纜內輸送干空氣,再通過排氣孔將濕空氣排出。“纜內送氣能夠實現(xiàn)主纜全斷面除濕,有效減少外表面空氣壓入產(chǎn)生的氣流組織死角。”項目部副總工程師耿祥云介紹。
新設備
貓道是懸索橋上部構造施工最重要的高空工作通道和臨時作業(yè)場地,是主纜架設、索夾及吊索安裝、鋼箱梁吊裝等施工的作業(yè)平臺。寧揚長江大橋貓道中跨跨度1560米,最低點距離江面約90米,施工技術難度大、安全風險高。為確保貓道架設施工的效率與質量,項目針對性設計了貓道面層下滑小車,形成了標準化的施工工法,有力保障了貓道架設施工。該成果獲江蘇省省級工法,獲陜西省企業(yè)“三新三小”創(chuàng)新競賽一等獎,獲全國首屆茅以升交通技術與工法創(chuàng)新大賽三等獎,并取得了實用新型發(fā)明專利。
主纜架設完成、垂度調整結束后,索股截面仍為架設時的六邊形,且索股之間、索股內部存在空隙,無法安裝索夾,必須對主纜進行緊纜施工,把主纜截面擠壓緊固成圓形,達到設計的直徑和空隙率。為進一步探索和開展懸索橋施工智能建造水平,同時也為有效避免主纜空隙率和不圓度的事后測量、人工測量帶來的精度不高、自動化程度不高的問題,項目在國內首次研發(fā)了超大直徑主纜智能緊纜控制系統(tǒng)和裝備,能夠對緊纜機工作狀態(tài)、行為、緊纜空隙率等進行全過程遠程實時監(jiān)控、記錄,進一步保證了緊纜施工質量,實現(xiàn)了對緊纜工作的智能控制。
建設取得豐碩成果
寧揚長江大橋建設以來,項目先后取得多項榮譽:茅以升1項;全國交通微創(chuàng)新2項;專利18項;江蘇省工人先鋒號;陜西省“三新三小”2項;江蘇省優(yōu)秀QC1項;省級工法4項;各類創(chuàng)新競賽獎6項。
如今,大橋已建成通車,從南京龍?zhí)吨翐P州儀征將實現(xiàn)6分鐘過江,進一步密切了揚州北部產(chǎn)業(yè)集群、儀征化工園區(qū)與南京龍?zhí)陡鄣穆?lián)系,為全省經(jīng)濟社會高質量發(fā)展注入新動能。
來源:儀征城市論壇
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