中國再圓一個世紀夢想:一條超級天路橫跨長江!

(央視財經《經濟半小時》)在中國版圖上,處於沿海經濟帶和長江經濟帶交匯點和長江三角洲洲頭的城市只有兩個,一個是國際大都市上海,另一個就是位於長江北岸的江蘇南通。

南通古名通州,即我國華東地區之南北交通咽喉,為了區別於北京的通州,江蘇的通州後改名為南通,即南方的通州。然而南通當地還有一個頗為尷尬的說法:叫「南通南不通」,即從南通向南要到達上海、融入長三角經濟圈的核心地帶,卻一直被長江阻隔,從南通到上海,需要繞道江陰長江大橋或者通過長江輪船擺渡,交通極為不便。從南通向南打通長江阻隔,不僅是南通人的世紀夢想,更將打通我國東部鐵路網,輻射華北和西北。

中國大橋又創世界之最:一座100層高樓 矗立長江之上

2014年3月1日,滬通長江大橋開始動工建設,它橫跨江蘇的南通市和張家港市。它是世界首座跨度超千米的公鐵兩用橋,滬通大橋橋址北岸為南通通州區平潮鎮,南岸為張家港市錦豐鎮;滬通長江大橋上層為公路,下層為鐵路。滬通長江大橋集國鐵、城際鐵路和高速公路於一體,全長11.07公里,上距江陰長江大橋約45公里,下距蘇通長江公路大橋約40公里,採用公路和鐵路合建,正橋為兩塔五跨斜拉橋。

大橋主塔高325米,採用鑽石型混凝土結構,約100層樓房高,為世界最高公鐵兩用斜拉橋主塔。大橋主跨1092米,建成後將是世界上首座跨度超千米的公鐵兩用斜拉橋。整個滬通鐵路通車後,南通到上海將開行動車組列車,有望1小時內到達,比現在乘汽車時間縮短1小時。不僅南通,張家港、常熟和太倉等三個目前不通鐵路的城市,一步跨入動車時代,而從全省來看,整個蘇北沿海城市老百姓都可以坐火車快速方便地抵達上海。

滬通長江大橋是滬通鐵路的過江通道,而滬通鐵路是我國鐵路網沿海鐵路通道中的過江咽喉,是魯東、蘇北與上海、蘇南、浙東地區間最便捷的鐵路運輸通道。線路北起江蘇省南通市平東站,向西南穿過南通西站,向南跨越長江經過張家港、常熟、太倉站後接入京滬鐵路安亭站,全長137公里。

原世界最大跨度為630米的安徽銅陵長江公鐵兩用大橋,同樣由中鐵大橋局承建。2014年3月1日,滬通長江大橋開工後,以1092米創造新的公鐵兩用斜拉橋跨度世界紀錄,對施工者來說,不僅意味著要建造世界最高的斜拉索橋主塔,還意味著主橋墩基礎施工迎來前所未有的挑戰。

這座世界上最大跨度的公鐵兩用斜拉橋,最高要能抵禦15萬噸級船空載進港船的船撞。那麼,大橋應該採用怎樣的基礎形式才能滿足如此之大的受力呢?

滬通長江大橋有6個橋墩採用了沉井基礎,其中28號、29號兩個主橋墩的沉井基礎更被稱為「定海神針」,施工難度之大遠遠超出想像。

「28號墩的沉井有105米高,它的平面尺寸是86.9米乘以58.7米,相當於12個籃球場那麼大。它整個分兩部分,底下50米是一個鋼殼沉井,鋼殼沉井總重達到了1萬多噸。」中鐵大橋局滬通長江大橋項目部總工程師李軍堂,跟記者介紹道。要將這個巨無霸沉入江底,絕非易事。

28號橋墩沉井和29號橋墩沉井,都是世界上最大的沉井基礎。如果全部在水中施工,不僅工期無法保證,成本還將大幅增加,工程質量也會受到影響。到底該採用什麼辦法來完成沉井施工呢?

「我們採用了這種大型的這種鋼沉井,整體製造出船塢浮運技術。」 中鐵大橋局滬通長江大橋項目部總工程師李軍堂介紹道。

中鐵大橋局通過精心籌劃,科學組織,極大限度地發揮工廠化、預製化優勢,首次採用超大型鋼沉井整體製造和浮運方案。然而,28號墩鋼沉井出塢前加上輔助結構重15000噸,29號鋼沉井重16000噸。兩個龐然大物的浮運面臨一系列的新課題。

經過中鐵大橋局和各方150多個日日夜夜創造性地運用多種新工藝新方法,分別重達15000噸和16000噸的28號、29號墩沉井終於像定海神針一樣穩穩地屹立在江中,為托起滬通橋主塔,牽起滬通橋鋼樑打下了堅實的基礎。除了中鐵大橋局,滬通長江大橋還有一家施工單位,就是中交二航局,他們負責的標段在施工中,因地制宜,把一種傳統的工藝發揮到了極致,讓人們看到了大橋建設者執著、專註、精益求精的匠人精神。

今年60歲的楊志德早年木工出身,現在已經是業界赫赫有名的建橋專家。目前長江上通車和在建的大橋八十多座,其中他領銜建設的就有14座。滬通長江大橋是他個人的收官之作,但是這一回,他遇到了新課題。

48萬噸!滬通長江大橋用鋼量 創橋樑建設世界之最!

滬通長江大橋為4線鐵路加6車道高速公路的公鐵兩用大橋。上層雙向六車道錫通高速公路,設計速度100km/h;下層滬通鐵路為I 級雙線鐵路,設計速度200km/h;通蘇嘉城際鐵路按客運專線標準,設計速度250km/h。公鐵兩用橋意味著,橋樑荷載比公路橋更大,滬通長江大橋用鋼量也創下了橋樑建設世界之最!

滬通長江大橋作為世界上跨度最大的公鐵兩用斜拉橋,建設者們創造性地運用了很多新工藝、新技術、新方法,也將傳統工藝創新升級,充分展示了中國橋樑建設者的智慧和膽識。這座大橋還催生了新材料的誕生,一種是500兆帕的高強度鋼,一種是2000兆帕的斜拉索。在鋼鐵行業,重要新材料的問世,都是標誌性的事件,其難度可想而知。

高宗余是滬通長江大橋的總設計師,一輩子沉穩嚴謹,甚至略顯保守。但在滬通長江大橋項目上,他有一個大膽得近似冒險的設計,就是在橋樑關鍵部位設計使用國內市場上尚未問世,國際橋樑建設中從未使用過的500兆帕高強度鋼材。

滬通長江大橋主跨度1092米,它比世界跨度最大的斜拉橋俄羅斯島橋的1104米還少了12米,但由於俄羅斯島橋只是公路橋,滬通長江大橋卻是公鐵兩用橋,它的荷載重量遠遠超出俄羅斯島橋。

高強度鋼材的研發需要艱難的歷程,中國235兆帕強度鋼材1957年用於武漢長江大橋,但供貨方是前蘇聯;345兆帕強度鋼1969年最早用於南京長江大橋,由鞍山鋼鐵公司研發,這一過程用了12年;31年後,武鋼研發成功370兆帕鋼2000年用於蕪湖長江大橋;在滬通大橋方案設計方案中,2012年就確定要使用500兆帕的高強度鋼材,而當時國內市場上最頂級的高強度鋼是420兆帕,2007年由鞍鋼研發成功,最早用於重慶朝天門長江大橋。這一次升級用了7年。在500兆帕高強度鋼誕生之前,就設計進方案,而且指定是中國製造。

與目前頂級的高強度鋼相比,500兆帕高強度鋼在強度、可焊性、抗震性以及韌性等多方面要求更高,任何一個指標的達成都需要千百次的實驗。

如果不能如期研發生產出合格的500兆帕鋼材,滬通長江大橋將不得不採用420兆帕的鋼材,意味著鋼材用量更多,荷載更重,隨之將產生連鎖反應,橋墩和基礎施工工藝都將重新修改,對整個橋樑的工期和成本產生的影響不可估量。2015年秋天,500兆帕高強度鋼材在鞍鋼研發成功。2015年10月起,滬通大橋專用2.6萬噸500兆帕高強度鋼材陸續如期送達江蘇的預製加工廠。

滬通長江大橋的建設,還催生了2000兆帕斜拉索在中國的研發和應用。2000兆帕強度斜拉索應用後,將使滬通長江大橋成為長江上一座堅固而又靚麗的標誌性建築。

從1957年建成長江上第一座大橋——武漢長江大橋開始,經過60年積累,中國的橋樑建設水平已經代表和引領了世界橋樑的最高水平。滬通長江大橋的建設,又將成為檢驗我國橋樑建設者的一個標誌性作品。這座大橋的建設,不僅成功應用了很多新技術新工藝、還因地制宜創新升級了一些傳統工藝,並催生了特種鋼等一些新材料的誕生。

我國已經成為一個建橋強國,還是一個鋼鐵大國,但目前還不是鋼鐵強國,就是因為缺乏一批研發和生產高品質鋼材的企業,還沒能形成集團優勢。一些重大工程的建設,既帶來了嚴峻的挑戰,也帶來了提升的機會,提升建設水平,提升創新意識,提升研發和生產能力。

(本文編輯:李天路)

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