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又一座代表中國建橋水平的大橋,創3項世界第一!

放大字體  縮小字體 發布日期:2017-05-27  來源:中國混凝土網  作者:溫州網、央視新聞
核心提示:5月23日凌晨,溫州甌江北口大橋的中間橋墩的基礎從長江流域江蘇南通段下水,歷經362海里的運輸,浮運到了溫州甌江口的指定位置。這標志著國家“十三五”規劃重點工程,浙江溫州甌江北口大橋的建設進入到了第一個關鍵性節點——大橋的中塔正式開建。

5月23日凌晨,溫州甌江北口大橋的中間橋墩的基礎從長江流域江蘇南通段下水,歷經362海里的運輸,浮運到了溫州甌江口的指定位置。


5月16日從南通下水沿長江經上海再入東海 5月23日到溫州


甌江北口大橋效果圖


鋼沉井首節浮運


鋼沉井首節浮運


這標志著國家“十三五”規劃重點工程,浙江溫州甌江北口大橋的建設進入到了第一個關鍵性節點——大橋的中塔正式開建。


溫州甌江北口大橋的中塔沉井,即大橋中間橋墩的基礎



相比傳統橋梁樁基,沉井基礎更結實,成本更節省


不同于甬臺溫高速復線的飛云江跨海特大橋、鰲江跨海特大橋,甌江北口大橋不需要向江底打樁基。鋼沉井加上后續灌注的混凝土,總重可以達到40萬噸。整個沉井穿透淤泥層,坐在堅實的卵石層上,穩若磐石,主塔可直接在上方建造。


這一設計正是由國內首屈一指的兩家橋梁設計單位——浙江省交通規劃設計研究院及中鐵大橋勘測設計院聯合設計,經國內知名橋梁設計專家經多番綜合比選。


“甌江主航道往來船舶眾多,特別是基礎結構距通航孔邊緣僅43m,存在超高船撞風險的情況,再結合橋位區水文、地質等,沉井結構的基礎相比傳統的樁基剛度、整體性能都更優,可承受30000t級船撞力。”項目一標總工田繼開介紹,除了更結實,沉井基礎在建設成本上也更為節省,“最主要的難點在于施工的要求非常高,尤其在定位、下沉等方面有很高的精度要求。”


據介紹,整個沉井基礎由鋼殼和混凝土兩部分組成,首節鋼沉井下水以后,先精確定位,之后通過鋼沉井接高和在夾壁澆筑混凝土使沉井下沉穿透江底40多米的淤泥層,最后通過在井孔內吸泥使其坐落在穩固的卵石層上。整個過程猶如在水上造陸,形成巨大的水上平臺,保證橋梁主塔可以直接在上方建造。


萬噸鋼殼耗時七天浮運到溫州


中塔鋼沉井平面尺寸為66m×55m,高59m,相當于20層樓高;平面形狀為圓角矩形,面積3600多平方米,約等于9個標準籃球場,規模宏大。


整個鋼沉井體積、重量龐大,無法一體運輸至溫州,由此采用分階段方式進行運輸。此次下水的首節鋼沉井(1~5節段)橫向長66m,縱向寬55m,總高27.5m,總重約10400t,是目前國內采用滑道下水重量最大的鋼沉井節段。首節鋼沉井在5月16日4時38分下水,由4艘拖運船和2艘警戒船拖運至江蘇南通的狼山錨地,拖放到半潛駁船上,由半潛駁船裝載,在拖船牽引下沿長江,途經上海,再入東海浮運到溫州圓嶼錨地,總里程670公里,耗時7天。


由于此次沉井浮運是全國范圍內首次海區沉井技術的應用,考慮到沉井體積巨大,路途遠、時間長,途經航道各類船舶繁多,水域復雜多變,潮水落差大,天氣多變,于是氣象部門予以大力支持,海事部門予以通力護航,溫州港為此封港約22小時,溫州市交通部門為做好沉井的浮運工作專門成立協調工作組,多次牽頭海事、港航等單位研究落實方案。


據介紹,這么長距離的運送一個橋墩基礎,在世界上還是第一次。5月23日,首節鋼沉井由5艘拖運船,2艘警戒船浮運至橋址區,經與定位系統連接后,精確注水著床,成為沉井后續順利施工的堅實保障。剩余的鋼沉井是第6至12節段。每節段高4.5m,并被加工制作為3個大塊體,將由駁船運輸至施工現場進行拼裝。


預計明年上半年下沉至江底卵石層


為了輔助鋼沉井定位、接高以及吸泥下沉,保證沉井施工期間沉井著床的平穩精確,施工單位中鐵大橋局首先是在鋼沉井上下游側260m處各設置一個錨墩平臺,單個錨墩平臺下部布置16根鋼管樁作為基礎,單根鋼管直徑2.2m、樁長80m;在主墩南北兩側拋設重力錨,重力錨每一側各設置四個,分上下游對稱布置,單個重力錨重約900t。通過纜繩,沉井將在四個方向受到來自兩個錨墩和八個重力錨拉力,以確保施工平穩。


“憑鋼沉井自身的重量無法穿透淤泥層,其間我們會采取吸泥施工幫助下沉。”技術人員介紹,該處甌江淤泥約40余m,預計到明年上半年,沉井可以完成,到達淤泥層下方的卵石層。


此次的中塔沉井屬國內首次在深厚淤泥質土中建造超大型沉井基礎,施工技術含量非常高,除了首節鋼沉井自重大、就位下沉難的問題外,還需要克服“強潮、軟土、臺風”三大不利因素挑戰:橋位處水位受潮差影響大,施工將受到600t往復水流作用力的影響,平均潮差達4.5m;深厚淤泥層最大厚度達40m,且土層分布不均,如同在豆腐上建造高樓;中塔施工工期跨越2個完整臺風期,在國內尚無先例可循,施工挑戰極大。


溫州甌江北口大橋是國家寧莞高速(G15W3)和國道228線兩大項目跨越甌江的控制性工程,是浙江省繼杭州灣跨海大橋、舟山跨海大橋、嘉紹大橋之后,又一座國家級橋梁,已列入浙江省品質工程示范工程,是交通運輸部首批8個綠色公路建設典型示范項目中唯一的橋梁工程。


雙層公路橋預計2021年通車


整個大橋的建設工期為60個月,預計2021年建成通車。建成后,溫州甌江北岸的百姓過江到溫州機場將從過去的1個多小時縮短至15分鐘。



由于大橋采用雙層設計,上層是六車道高速公路,下層按一級公路標準建設,建成之后,甬臺溫高速公路和228國道都將通過這里。建成以后,大橋每天的通行能力能夠達到10.7萬輛,將是國內通行能力最強最大的高速公路橋之一。



甌江北口大橋創多項世界第一


甌江北口大橋從設計到建設到施工,創造了多項世界第一。


1、世界上首座“三塔四跨”懸索橋


甌江北口大橋連接甌江兩岸,是世界上首座“三塔四跨”的鋼桁梁懸索橋,是目前我國乃至世界上技術難度最大、建造工藝最為復雜的橋梁之一。


之所以做出這樣的設計,有兩大條件受限。通常像類似的跨江大橋,一般采用雙塔的結構形式,北邊一個塔,南邊一個塔,但是為了保證橋的穩定,這樣建造的橋梁橋高會比較高。由于這座橋南面臨近溫州機場,飛機起飛的時候對航空凈高有要求,所以橋修建得不能太高;同時橋下需要允許3萬噸的貨船通行,又不能太低。在這樣兩個條件的制約下,最后選擇了“三塔四跨”懸索橋的結構形式。



2、世界首次采用混凝土結構做中塔


過去類似于橋梁的中塔一般采用的都是鋼筋結構,但鋼塔一般橋梁只能做到三塔,這次創造性地用混凝土結構做中塔,成功以后,對今后做五塔、七塔甚至更多塔懸索橋結構都成為可能。也就是說,掌握了這項技術,今后建造長距離的跨海懸索大橋將會成為可能。畢竟,它的造價比現在常見的長距離跨海斜拉橋要低,整體剛度更強。


3、世界首次在淤泥土質中用沉井做基礎



以前類似的橋梁,一般都采用樁基礎,樁基礎對船舶的防撞能力比較弱,對基礎的防沖刷能力也比較弱,所以這座橋采用了大體積的沉井做基礎,將很好地改善這兩點。


這個沉井的平面面積3600多平方米,相當于9個標準籃球場大小;高68米,相當于20層樓高度;重達1.8萬噸,相當于15000輛小汽車重量之和。



甌江北口大橋這三項創造性的突破代表了我國現有的橋梁建設水平,并為世界橋梁建造提供了有益的借鑒。

 
 
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