“世界第一井”下沉到位,五峰山长江特大桥重大难点被攻克
   

2017-11-10 15:52:59 来源: 中国科技网-科技日报 作者: 刘志伟

沉井即将下沉

科技日报-中国科技网讯(记者刘志伟 通讯员王虎  陈嘉伦)经过建设者历时近两年的昼夜奋战,11月10日11时,由中铁大桥院集团设计,中交二航局承建的世界最大陆地深沉井——连镇铁路五峰山长江特大桥北锚碇超大沉井成功下沉到位,标志着关键控制性节点按期顺利完成。北锚碇施工将由地下转入地面以上锚体施工,这是中国跨江公铁特大桥建设史上又一重要里程碑。

沉井即将下沉

“五峰山长江特大桥北锚锭沉井体量巨大,下沉施工是连镇铁路建设的重大难点之一。”中交二航局副总经理、五峰山长江大桥项目经理吴维忠介绍。

五峰山长江特大桥北锚碇沉井长100.7米、宽72.1米、高56米,面积比足球场还大,建成后的北锚碇重量达133万吨,相当于186座法国巴黎埃菲尔铁塔重量,相当于13艘世界上最大航空母舰满载排水量之和,不论从体积还是重量都是名副其实的“世界第一井”。

沉井下沉过程中

建设五峰山这座世界级大跨度重载高速铁路两用悬索桥,国际上没有现成经验可供借鉴,而超大沉井下沉施工也无先例,项目设计方和施工方利用最新科技成果,结合以往经验,边科研边实践,攻克多项难题。

大桥总设计师、中铁大桥院副总工程师徐恭义大师表示,为节省桥位资源,节约工程总投资,减少建桥对环境的影响,主桥采用主跨1092米的公铁两用钢桁梁悬索桥方案,考虑到北岸锚碇所处建设条件,是类似于沼泽地的水塘鱼池环境,其下的地基都是松软的淤泥河滩沙土,承载能力很差。因此,其设计非常具有挑战性,采用特大平面尺寸的沉井结构,既应对了不利的建桥环境,又解决了不良地基条件下的结构受力安全和工程经济问题。

沉井下沉过程中

针对地质条件复杂、首次下沉沉井结构刚度弱的特点,在总结已有经验的基础上,二航局经过反复的研究和尝试,采取“十字槽开挖下沉法”,通过对刃脚开槽宽度的控制,控制下沉速度;联合多家智囊团队研发了五峰山长江大桥北锚碇信息化施工监测平台,将实景建模和监控数据相融合指导施工,探索出数字化下沉技术;采用空气幕技术,减少下沉阻力,调节下沉的偏位,确保了五峰山大桥沉井下沉平面误差控制在10厘米以内,远高于设计和规范要求。沉井下沉首次应用三维声呐探测立体成像技术,是三维声呐立体成像在沉井下沉中首次成功应用。多种创新技术方案和工艺工法的有效实施,实现了庞然大物安全平稳下沉56米至设计标高,精准到位,成功解决了超大型沉井施工的世界级难题,为我国特大桥梁沉井施工积累了经验。

沉井下沉到位。

五峰山长江特大桥位于泰州长江大桥和润扬长江大桥之间,其北岸位于镇江市丹徒区高桥镇,南岸位于镇江新区五峰山脚下,是连镇铁路和京沪高速公路南延的关键控制性工程。大桥全长6409米,其中主跨为1092米,采用单跨悬吊钢桁梁悬索结构,上层为8车道高速公路,设计速度每小时100公里;下层为4线高速铁路,设计速度每小时250公里。大桥建成后,将成为世界首座千米级高速、重载公铁两用悬索桥。

据悉,连镇铁路是国家快速铁路网的重要组成部分和长三角城市群区域快速铁路的骨干线路,是江苏省连接苏北、苏中、苏南地区的南北纵向主通道,具有京沪高铁辅助通道的重要功能,在国家铁路网和江苏省综合运输体系中具有重要地位。线路全长304.5公里,设计时速250公里,主要承担区域内南北方向客运任务。该铁路2015年9月全线正式开工建设,预计2020年8月全线建成,通车后将大大缩短江苏城市群间的时空距离。

“五峰山长江特大桥北锚锭沉井体量巨大,下沉施工是连镇铁路建设的重大难点之一。”中交二航局副总经理、五峰山长江大桥项目经理吴维忠介绍。

大桥效果图

五峰山长江特大桥北锚碇沉井长100.7米、宽72.1米、高56米,面积比足球场还大,建成后的北锚碇重量达133万吨,相当于186座法国巴黎埃菲尔铁塔重量,相当于13艘世界上最大航空母舰满载排水量之和,不论从体积还是重量都是名副其实的“世界第一井”。

建设五峰山这座世界级大跨度重载高速铁路两用悬索桥,国际上没有现成经验可供借鉴,而超大沉井下沉施工也无先例,项目设计方和施工方利用最新科技成果,结合以往经验,边科研边实践,攻克多项难题。

大桥总设计师、中铁大桥院副总工程师徐恭义大师表示,为节省桥位资源,节约工程总投资,减少建桥对环境的影响,主桥采用主跨1092米的公铁两用钢桁梁悬索桥方案,考虑到北岸锚碇所处建设条件,是类似于沼泽地的水塘鱼池环境,其下的地基都是松软的淤泥河滩沙土,承载能力很差。因此,其设计非常具有挑战性,采用特大平面尺寸的沉井结构,既应对了不利的建桥环境,又解决了不良地基条件下的结构受力安全和工程经济问题。

大桥效果图

针对地质条件复杂、首次下沉沉井结构刚度弱的特点,在总结已有经验的基础上,二航局经过反复的研究和尝试,采取“十字槽开挖下沉法”,通过对刃脚开槽宽度的控制,控制下沉速度;联合多家智囊团队研发了五峰山长江大桥北锚碇信息化施工监测平台,将实景建模和监控数据相融合指导施工,探索出数字化下沉技术;采用空气幕技术,减少下沉阻力,调节下沉的偏位,确保了五峰山大桥沉井下沉平面误差控制在10厘米以内,远高于设计和规范要求。沉井下沉首次应用三维声呐探测立体成像技术,是三维声呐立体成像在沉井下沉中首次成功应用。多种创新技术方案和工艺工法的有效实施,实现了庞然大物安全平稳下沉56米至设计标高,精准到位,成功解决了超大型沉井施工的世界级难题,为我国特大桥梁沉井施工积累了经验。

五峰山长江特大桥位于泰州长江大桥和润扬长江大桥之间,其北岸位于镇江市丹徒区高桥镇,南岸位于镇江新区五峰山脚下,是连镇铁路和京沪高速公路南延的关键控制性工程。大桥全长6409米,其中主跨为1092米,采用单跨悬吊钢桁梁悬索结构,上层为8车道高速公路,设计速度每小时100公里;下层为4线高速铁路,设计速度每小时250公里。大桥建成后,将成为世界首座千米级高速、重载公铁两用悬索桥。

据悉,连镇铁路是国家快速铁路网的重要组成部分和长三角城市群区域快速铁路的骨干线路,是江苏省连接苏北、苏中、苏南地区的南北纵向主通道,具有京沪高铁辅助通道的重要功能,在国家铁路网和江苏省综合运输体系中具有重要地位。线路全长304.5公里,设计时速250公里,主要承担区域内南北方向客运任务。该铁路2015年9月全线正式开工建设,预计2020年8月全线建成,通车后将大大缩短江苏城市群间的时空距离。

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责任编辑:罗冰
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