10月5日,随着上塔柱T9节段核芯混凝土浇筑完成,常泰长江大桥北主塔顺利封顶,这也是继大桥南主塔9月26日封顶后完成的又一重要节点,标志大桥成功攻克“钢箱-核芯混凝土”组合索塔锚固结构设计、施工各项技术难题。至此,大桥“四个世界首创”中的台阶型沉井基础、空间钻石型桥塔、核芯混凝土索塔锚固结构等三个项目均已实现。
常泰长江大桥为长江经济带综合立体交通走廊的重要项目,也是江苏高速公路网和城际铁路网的共点关键工程。大桥跨江连接常州与泰州两市,全长10.03公里,公铁合建段长5.3公里,是世界首座集高速公路、城际铁路和普通公路为一体的过江通道,主跨1208米的主航道桥为世界最大跨度斜拉桥。
常泰长江大桥两座主塔高度均为350米,为目前世界在建最高斜拉桥桥塔。大桥主塔由基础和塔身两部分组成,索塔基础为台阶型减冲刷减自重沉井,塔身分为上塔柱、中塔柱、下塔柱三个区段,中、下塔柱为空间钻石型混凝土索塔,上塔柱为钢-核芯混凝土组合索塔。
“大桥主塔为世界首次采用“钢-混”混合空间钻石型结构,其中中塔柱为四塔肢空间倾斜结构,塔肢数量多、空间倾斜角度大、钢筋结构复杂。”据中交二航局项目常务副经理王辉介绍,项目团队自主研发了钢筋部品装配化施工技术,将塔上钢筋施工转入地面工厂进行流水线同步作业,通过钢筋部品节段整体吊装上塔,采用挤压锥套快速连接,大幅减少塔上钢筋作业时间,显著提高了塔柱施工效率。相对于传统索塔施工工艺,节省工期70%,高空作业人员减少60%。
同时,大桥上塔柱首创采用了“钢箱-核心混凝土”组合主塔锚固结构,施工过程中,将上塔柱从高度方向划分了10个节段,平面分三块,共划分了42个块体进行吊装施工。针对块体自重大,吊装高度高,受力均衡性控制难,定位精度要求高的特点。项目团队研发采用全球首台万吨米级智能化塔吊W12000-450塔吊吊装,应用主动防碰撞、钢丝绳磨损检测、监测与预警系统和变频回转技术,确保吊装过程安全和高效,并采用基于天顶测量相对测控技术,将塔底天顶测量控制点,转移至中塔柱顶面,通过相对测控技术,消除了环境、大型设备索塔线形影响,实现钢塔块体快速精准定位。
开工以来,中交二航局项目团队面对常泰长江大桥索塔规模大、结构复杂,施工难度大等一系列挑战,通过改进关键技术,强化施工过程控制,采用钢筋部品装配化施工技术,研发使用新型液压智能爬模、全球首台万吨米级智能化塔吊以及索塔数字化孪生系统,有效解决了塔柱线形控制、超高超强混凝土泵送等难题,顺利实现了超高钢-混组合索塔高品质施工。
常泰长江大桥于2019年10月全面开工建设,计划2025年上半年建成。项目建成后,将对服务“长江经济带”建设、策应“一带一路”和长三角区域一体化发展等国家重大战略,完善区域路网布局,促进扬子江城市群协调发展等具有重要意义。
常泰长江大桥的“四个世界首创”:
01.首创温度自适应塔梁纵向约束体系(TARS)。在主塔下横梁与主跨跨中之间设置水平拉索,改变水平荷载传力途径,减少塔底弯矩,降低基础规模。
02.首创台阶型减冲刷、减自重沉井基础。首次采用“上小下大”的台阶式造型,不仅可以降低沉井重量,还可以有效阻挡下潜水流,减少冲刷,增加结构安全度。
03.首创“钢箱-核心混凝土”组合索塔锚固结构。通过充分利用钢与混凝土两种不同材料的力学性能差异,来实现索塔锚固体系整体和局部受力的协调统一,从而有效提高使用效率。
04.首创“钢-混”混合结构空间钻石型桥塔。有效提高结构刚度,降低单个塔柱结构尺寸,有效避免大体积混凝土开裂问题,实现了景观与结构的统一。
通讯员赵振宇 厉勇辉 朱江涌赤 扬子晚报/紫牛新闻记者 石小磊