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苏通大桥(一)

 山间小河水 2018-09-22

苏通大桥(一)   

1993年,在上海市长江口越江通道专家论证会上,李国豪指出:“建设长江口越江通道非常之迫切,它有两重任务,一个任务是长江三角洲整个地区经济发展所需要的,第二个任务是开发浦东所需要的。”

  然而,在南通江段修建通道并非易事:这里江面宽阔,风大浪高,水流湍急,河床容易变迁,航运异常繁忙。随着对气象、水文、河势、地质、航运的研究不断深入,这一通道逐步进入了方案比选阶段。

    在江苏省委、省政府和交通部的强力推动下,1995年岁末,南通过江通道项目被正式列入江苏省“九五”规划。

  但这个项目事关重大,而且还存在着很多争议。

  争议最大的就是,南通过江通道究竟是建大桥还是建隧道。两个方案各有利弊,“桥梁派” 和“隧道派”各执一词,争论愈演愈烈。

  中国科学院孙钧院士作为国内岩土工程权威,对隧道有着特殊的感情。但在南通过江通道方案的比选中,他最终支持了桥梁方案。

  李国豪校长在百忙之中也曾经专程来到南通,考察这里的过江通道项目。

      2001年5月30下午,在国务院第39次常务会议上,经过十多年研究最终确定方案的江苏苏通长江公路大桥建议书被提交审议。

  结果到底如何,所有人都在翘首盼望。时任南通市计委副主任的江治学在北京焦急等待着。

  622,国家计委正式批准苏通大桥立项。喜讯传开,南通市大街小巷锣鼓声、鞭炮声响成一片,15年努力成就千年期盼,百年梦想放飞江海晴空。

      这将是一次历史性的跨越,也是对中国建桥人的一次严峻考验。

  2002年新年钟声刚刚敲过,苏通大桥建设指挥部筹备组成立,来自江苏省交通厅有关单位的技术骨干迅速集结起来。

  江苏省交通厅副厅长游庆仲被任命为苏通大桥现场总指挥。

  对于45岁的游庆仲来说,风险和挑战是建桥人生活的一部分。

  中国的桥梁建设者肩负着传承历史、开拓未来的光荣使命。

  要在这里跨越长江,大桥究竟应该如何设计呢?

     

20021月,苏通大桥建设指挥部通过招标,选定以中交公路规划设计院为主体设计单位,江苏省交通规划设计院和同济大学建筑设计研究院为合作参加单位,组成设计联合体,承担这座跨江大桥工程的初步设计、技术设计和施工图设计任务。

    来自北京、南京和上海的40多位工程师汇聚南通,面对长江,迎接挑战。

  他们没有一条现成的路可走,更没有可以借鉴的样本,究竟应该从哪里入手呢?

    首先必须确定桥下的通航净空。

  指挥部会同设计联合体委托科研单位进行了专项研究,交通部多次组织专家论证,确定以特大型集装箱船为标准,把桥面与水面的净空高度设定为不小于62

      通航净空高度已经确定,那么,主跨跨径应该是多少呢?当务之急在于测定通航所需要的主航道宽度。

  仅仅依靠搜集和观测航行数据及进行预测是不够的。为了掌握精确的航道数据,指挥部上报交通部长江航道局和海事局,专门调集一组万吨级顶推船队,在大桥将要跨越的长江航道上,进行穿行验证。

  经过科研单位和航道部门的反复测算分析,得出了这样一组数据:

  考虑到船队双向对开通航要求,未来桥下允许的航道宽度,必须不小于891;加上桥塔基础及防撞设施尺寸大约100,再考虑不宜船舶航行的主塔基础侧面水流绕流区影响范围,最终的结论就是,这座大桥飞跃长江主航道的主跨跨径要达到1088

      接下来所要做出的决定就是,在这样宽阔的水面上,选择什么样的桥型来一展宏图、跨越天堑?

  人类建桥史上总共出现了4大类型:

  拱桥、梁桥、悬索桥、斜拉桥。

  梁桥和拱桥,是古老的桥型,有许多形态美观,结构精妙之作,但跨越能力较小;

  悬索桥,优点是跨径大,完全可以满足1088的主跨跨径,而且技术成熟。但是有个必要条件。

     

斜拉桥,是将桥面用拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,由于自锚固特点,比较经济,但结构特别复杂,建造难度很大。上个世纪五十年代才从国外兴起,在苏通大桥之前,世界斜拉桥的最大跨径为890,国内斜拉桥的最大跨径是648

      今天,苏通大桥将跨越一个新的长度——1088,创造斜拉桥主跨新的世界纪录。

      由于1088目前这个世界顶级的斜拉桥主跨,势必造成苏通大桥设计上的一系列连锁反应:

  究竟它的桥塔基础要多深?桥塔要多高?斜拉索的长度是多少?建桥材料的强度指标该怎么定?抗风、抗震、抗船撞要达到什么样的标准?

  为了破解这些难题,交通部和江苏省启动了借脑工程,联合聘请两院院士和美国、日本、法国、丹麦等国内外知名桥梁专家为苏通大桥技术顾问,并组建了技术专家组,由交通副部长担任组长。

  如何提高抗风能力,将直接关系到苏通大桥的成败。

  设计和科研团队进行了艰苦细致的攻关,提出了加装动态限位阻尼装置、让大桥处在“半漂浮状态”的设计体系。

  这就像给钢箱梁系上了安全带。在大风、地震这样剧烈变化的荷载冲击下,阻尼器就会发挥缓冲作用,限制钢箱梁出现快速过大漂移;在温度、车辆运行这样缓慢变化的荷载作用下,钢箱梁可以发生小幅度漂移,从而减小索塔受力。

  让大桥处在动态的半漂浮状态,这是中国桥梁设计的一个突破。

  挑战无处不在。即便是工程环境美学,也同样是指挥部和设计团队强烈关注的课题。

     

苏通大桥的设计工作量极其浩大,总共作了27项专题科研,数十次专家审查、咨询和技术考察交流,凝练了几千张图纸,几十万个数据。初步设计于200211月完成。

  指挥部委托中铁大桥设计院、丹麦科威公司和日本长大公司同步进行了咨询审查。

  接着,交通部又组织专家对苏通大桥设计方案进行了全面审查。其中对地质、地震、气象、河势、水文、航运等基础资料和建设标准就连续进行了15天的专项审查。

  如此慎重,前所未有。

  最终,方案获得通过:

  苏通大桥全长32.4公里,由北岸接线工程、跨江大桥工程和南岸接线工程三部分组成。

  跨江大桥总长8146,总计桥墩113座,其中77座桥墩矗立在江中。

  第68座和69座桥墩遥相呼应,是承担1088主跨的主塔桥墩;主塔高度为300.4,相当于100层高的摩天大楼。

  一幅跨越天堑的壮美宏图展露在世人面前。

      此时,南通、苏州两地的人们正在翘首以盼。

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