張靖皋長江大橋工程 創6個世界第一!

6個世界第一!又一級超級工程,來了。圖爲張靖皋長江大橋路線圖。(中國新聞週刊╱受訪者提供)

6個世界第一!又一級超級工程,來了。圖爲張靖皋長江大橋錨區和塔區施工現場。(中國新聞週刊╱受訪者提供)

即時╱6個世界第一!又一級超級工程,來了。圖爲張靖皋長江大橋示意圖。(中國新聞週刊╱受訪者提供)

微信公衆號「中國新聞週刊」14日報導,擁有跨度、索塔高度、錨碇體積等6個世界第一的世界在建最大跨度懸索橋——張靖皋長江大橋工程,近日取得重要進展,南航道橋南主塔上下游主塔塔柱,實現第一節段精準安裝,標誌着南主塔進入「拔節長高」新階段。

張靖皋長江大橋連接江蘇蘇州、泰州和南通三市,起自南通市如皋石莊鎮西側與滬陝高速公路交叉處,跨越江心洲(泰州市靖江民主沙島),止於蘇州市張家港疏港高速公路晨陽互通,線路全長30公里,跨江段全長7859米。

張靖皋長江大橋由南引橋、南航道橋、中引橋、北航道橋、北引橋等部分組成。其中,跨越長江福姜沙南水道的南航道橋,主跨2300米,是張靖皋長江大橋的主橋,也是世界上跨度最大的在建橋樑,是世界級超級工程。

中交二航局技術中心副總工程師、張靖皋長江大橋常務副總工程師黃修平稱,張靖皋長江大橋跨主江的南航道橋,實現了中國橋樑建設從千米跨徑到兩千米跨徑的突破,是中國橋樑首次突破兩千米跨徑指標性橋樑。

《中國新聞週刊》報導,「世界範圍內,橋樑工程超過2000米之後,很多技術、標準和規範就沒有可參考的了,我們現在實際上已經進入了橋樑建設的『無人區』。」黃修平說。

大陸國家發改委綜合運輸研究所助理研究員劉思琦表示,張靖皋長江大橋的建設有助於南通、泰州等城市深層次對接上海,並更好融入蘇南發展,提高蘇錫常都市圈與沿海發展帶的協調聯動,凝聚揚子江城市羣發展合力,進一步推動長三角一體化發展和長江經濟帶發展。

「南航道橋、南主塔、南錨碇,南上加南,其實就是『難上加難』」。在談到張靖皋長江大橋建設時,黃修平描述工程難度。

據指出,張靖皋長江大橋有六項「世界之最」:爲世界最大跨徑橋樑、世界最高索塔、世界最長高強度主纜、世界最大地連牆錨碇基礎、世界最長連續長度鋼箱梁、世界最大位移量伸縮裝置。

同時,該橋在設計上還有六項「世界首創」:首創超大跨度懸索橋主纜自平衡結構體系,首創超高鋼箱-鋼管約束混凝土組合索塔,首創超大規模支護轉結構複合地連牆錨碇基礎,首創熱軋L肋隔板連續正交異性鋼橋面板系統,首創全橋一體化智慧防腐體系,首創智慧感知可更換錨固體系。

黃修平認爲,每項「世界之最」和「世界首創」背後,對設計和施工來說,都意味着全新的挑戰。

同時,橋樑之下的長江水文情況又增加了大橋建設的不確定性。長江下游段有着12.5米的深水航道,在水流動力及泥沙淤積的共同作用下,歷年擺動幅度約1890米,橋跨佈置設計如何覆蓋歷年12.5米深槽擺動範圍,並確保大橋建設不給繁忙的長江航運帶來較大影響,在規畫設計時候要做充分的考慮;南塔不在深水區,如何克服可能出現的「汛期反枯」極端天氣、河道泥沙淤積對基礎施工的影響,在施工組織前都需要慎重考量。

作爲首創之一的超高索塔是張靖皋長江大橋南航道橋的指標性工程,而作爲一座世界級橋樑,張靖皋長江大橋對於精度控制有着極其嚴苛的要求。

350米高的主塔,垂直度允許偏差不超過87毫米,相當於只有一個拳頭距離。主塔製作由30個節段組成,這就要求每個節段垂直度偏差需控制在2毫米內,相當於4層樓高度允許偏差值只有綠豆大小。

建造過程中,讓黃修平印象最爲深刻的是南航道橋南塔首節段鋼塔安裝過程。

「一節鋼塔要同時穿過166根錨杆上的細小孔洞中,在特大橋施工中沒有先例,任何一根有問題都會導致失敗!」他說。

據瞭解,南塔首節段需要通過錨杆與混凝土塔座緊緊錨固在一起,是主塔最關鍵的受力點。首節段的定位精度對後續節段的安裝控制至關重要。因此,錨杆安裝和鋼塔製造的精度是首節段塔身精準安裝的先決條件。

爲了能精準穿過錨杆,在錨杆安裝中,166根錨杆水準偏位均控制在了2毫米以內、垂直度達到了1/4000;首節段鋼塔內有上下兩層圓孔,最小圓孔直徑160毫米,鋼塔圓孔在廠內經過精密加工,確保了140毫米錨杆絲頭精準穿過兩層鋼板圓孔。安裝結束後,經測量,軸線最大偏差2毫米,高程最大偏差1.5毫米。

南錨碇地連牆基礎施工對於大橋修建來說,是另一大挑戰。

錨碇作爲懸索橋「扎穩馬步」的「大秤砣」,起到錨住整個主纜的作用,施工至關重要,但如何滿足長江水道不能設置大型錨碇結構的防洪要求,並將其建造在豆腐一樣的軟土地基上卻是一大難題。

南航道橋南錨碇地連牆長110.05米、寬75.05米、深83米,相當於20個籃球場大小、28層樓高,爲世界最大體積地連牆錨碇基礎。錨碇需澆築55萬方混凝土,用鋼5.8萬多噸,用鋼量超過8個艾菲爾鐵塔的用量--由於體量大、深度深、精度高、工藝新,超出現有施工規範,諸多工藝無例可循。

爲確保錨碇拉起整個大橋重量的同時「下盤」穩固,張靖皋長江大橋建設了一個龐大的「地下城堡」:首創支護轉結構複合地連牆錨碇基

礎,用47個矩形「口」字,圍成衆多互不相通又交錯互連的「小地連牆」,在結構上形成沉井的多個艙室結構,然後通過澆築擋牆混凝土連成一個整體,形成一座蜂窩狀的巨型地下「城堡」。

黃修平描述稱,南錨碇超深地連牆要求成槽垂直度必須控制在1/800以內,也就是說,需要往地下挖一條1.5米寬、4米到15米長、83米深的矩形深坑,上下誤差不能超過10釐米,其難度就如在30層高樓頂用大型設備輕鬆地抓起地上的一塊硬幣。

更爲不易的是,這些工作都是在地下完成,一旦一個節段出現卡殼,就如骨牌效應一樣,後面工序就無法推進。

所幸的是,2023年年底,張靖皋長江大橋錨碇地連牆最後一個槽段成功封孔築混凝土,全橋段地連牆基礎施工全部完成,標誌着世界最難最複雜的地連牆基礎施工難關被成功攻克。

「我們錨碇工程雖然創造了多項世界第一,但成績全部埋在地下,看不見摸不着。」黃修平說。

據瞭解,張靖皋長江大橋預計2028年10月建成,屆時僅需4分鐘就可以從蘇州到達南通,長江南北往來將更加方便。