向“新”发力!在跨江中不断跨越

政务   2024-11-17 19:39   江苏  

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最近,“江苏交通”微信、微博发布江苏长江大桥建设的资讯获得众多网友的关注。龙潭长江大桥建成后将成为世界跨径排名第九的悬索桥,大桥在建设过程中不断探索创新发展的新路径,新设计、新装备、新工艺的应用层出不穷,跑出了发展新质生产力的“加速度”,为江苏过江通道高质量发展注入了新动能。本期《交通在线》邀请江苏省交通工程建设局龙潭长江大桥建设指挥部现场指挥长胡尧介绍这座“超级工程”。

FM101.1江苏交广网主持人
于  洋

浩荡奔流的万里长江,是连接东西的“黄金水道”,也是阻断南北的交通“天堑”。目前,江苏过江通道建设加速推进,建设密度创历史新高,首先,请您向大家介绍一下江苏省交通工程建设局建设管理的过江通道建设情况。


江苏省交通工程建设局龙潭长江大桥建设指挥部
现场指挥长 
胡 尧

1968年,我国第一座自主设计和建造的双层式铁路、公路两用桥——南京长江大桥建成通车,拉开了八百里长江主航道江苏段“天堑变通途”的序幕。如今,全省已建成过江通道18座、在建10座,一条条连接长江南北两岸的“巨龙”,记录了江苏过江通道建设从无到有,并不断创新突破、逐步走向世界桥梁建设之巅的发展历程。

随着江苏经济社会快速发展,过江运输需求增加迅猛,过江通道供给不足的问题仍然存在。为响应国家加强基础设施领域强弱项补短板的战略部署,打通经济动脉,江苏省新一轮过江通道建设强力启动。根据国家发展改革委印发的《长江干线过江通道布局规划(2020—2035年)》,长江江苏段规划过江通道44座,约占长江干线规划总数的1/6。刚刚我也提到,目前全省累计建成过江通道18座,在建10座,实现了沿江两岸设区市之间均有过江通道直通,有力支撑了全省从“拥江发展”走向“跨江融合”。

目前我局在建的过江通道有龙潭长江大桥、常泰长江大桥、张靖皋长江大桥、江阴靖江长江隧道和海太长江隧道,同时正加快推进苏通第二过江通道前期工作。其中,龙潭长江大桥将最先建成,服务大家的跨江通行,服务地方经济发展。常泰长江大桥主航道桥今年6月已顺利合龙,实现全桥贯通,预计2025年上半年基本建成;江阴靖江长江隧道右线已贯通,左线隧道施工正在稳步推进;张靖皋长江大桥正有序推进南、北航道桥的主塔和锚碇施工,南航道桥南主塔,北航道桥南北主塔均已突破百米;海太长江隧道江北始发工作井封底完成,正在进行主体结构施工,预计2025年上半年右线盾构机始发。



FM101.1江苏交广网主持人
于  洋

龙潭长江大桥大家都很关注,也很期待,请您先给大家介绍一下这座大桥的基本情况。



江苏省交通工程建设局龙潭长江大桥建设指挥部
现场指挥长 
胡 尧

龙潭长江大桥位于南京栖霞山长江大桥与润扬长江大桥之间,连接南京和扬州两市,是G9904南京都市圈环线高速中仪征至禄口机场高速公路的跨江工程,起自扬州市仪征境内S356省道龙山互通,向南跨长江,经南京龙潭,止于S338省道龙潭互通,路线全长约5.8公里,按双向六车道高速公路标准建设,设计时速100公里。大桥主桥采用主跨1560米钢箱梁悬索桥,南北塔为群桩基础,北锚为圆形地连墙基础,南锚为矩形沉井基础,南北引桥采用钢-混组合梁结构。

2020年4月大桥主体工程全面开工,经过4年多的奋战,先后顺利完成南北锚锭、主塔、缆索系统与钢箱梁安装等全部主体工程以及主桥钢桥面铺装施工。目前,建设者们正有序推进附属工程施工,全桥预计今年年底基本建成。大桥建成后将对响应长江经济带发展战略,推动扬子江城市群、宁镇扬一体化发展,加快构建综合立体交通走廊,优化过江通道布局,完善高速公路网络等具有重要意义。



FM101.1江苏交广网主持人
于  洋

每一座长江大桥的建设都会取得很多技术创新和突破。龙潭长江大选择以悬索桥的桥型跨越千米江面,有哪些优势?


江苏省交通工程建设局龙潭长江大桥建设指挥部
现场指挥长 
胡 尧

龙潭长江大桥位于长江流域下游,江面宽阔,航道繁忙。在大桥设计阶段,我们结合桥位和地形条件,经多方论证,最终确定采用1560米悬索桥“一跨过江”的方案。桥型的选择充分发挥了悬索桥跨越能力大的优势,一是不影响长江通航,可充分发挥“黄金水道”的作用;二是大桥两座主塔建在长江岸边,最大限度地减少了涉水施工,有效降低施工对水资源的污染。龙潭长江大桥目前已雄姿初现,悬索桥流畅的线型在宽阔的江面独具美感,实现了大桥建设与生态环境的和谐发展。

为确保工程质量、安全和效率,我们围绕打造交通强国江苏样板工程、大跨度悬索桥精品工程、优质安全环保示范工程的建设目标,聚焦“精细化、装配化、耐久性”三个方向,通过“精心管理、精巧设计、精细作业、精准控制”的“四精”管控措施,精细化管理施工全过程;探索利用工厂化、信息化管控手段,开展数字智能建造;从设计、施工、运维全过程融入工程全寿命周期理念,保障大桥各构件寿命更长、健康状态更持久,全力打造世界级悬索桥精品工程。



FM101.1江苏交广网主持人
于  洋

听得出来,大桥的建设是精益求精。那建设这样的“超级工程”必然面临诸多困难和挑战,建设者们是如何一一攻克这些难题的呢?


江苏省交通工程建设局龙潭长江大桥建设指挥部
现场指挥长 
胡 尧

龙潭长江大桥有南北两座混凝土门式桥塔,高达235米,北岸锚碇采用外径72米、深33米的圆形地连墙基础,南岸锚碇采用平面尺寸73.4米×56.6米,高50米的矩形沉井基础,大桥基础的结构规模都位居同类桥型前列。超高主塔、超大基础在施工设计、施工组织、施工安全等方面更加复杂和具有挑战性,我来挑几个重要的说说。

在北锚碇设计时,勘测发现现场地层分布情况复杂,我们只能选择成岩作用较差的弱胶结含砾砂岩作为基底持力层——这在同类国内工程实践中尚属首次。这种岩石结构松散、强度难以估测。建设团队通过科技攻关,采用现场深层载荷板试验准确实测地层性能,建立了一套计算此类软质岩石地基承载力的方法,攻克了在弱胶结含砾砂岩基础上建造大型重力式锚碇的难题。在地连墙铣槽施工阶段采用“纯铣法”工艺,相对传统“液压抓斗+铣槽机”方案,工序转换快、槽壁稳定性更高;我们还引进了世界先进的双轮铣槽机,具备可视化成槽姿态监控界面,铣刀上配备12个垂直度纠偏传感器,可实现全自动纠偏,成槽垂直度控制在2.5‰。对于铣槽产生的泥浆,全面应用泥浆循环处理系统,废浆采用大功率压滤机处理,生成干燥的渣饼和可循环利用的清水,整个施工过程实现了泥浆零排放,真正做到从源头防止环境污染。

龙潭长江大桥是一座超大跨度悬索桥,锚碇就像“秤砣”,在两端拉着大桥的主缆,承担起桥梁的重量。大桥南锚碇沉井有16层高、10个标准篮球场大小,要控制这样一个超大沉井稳定、精准下沉其实非常不容易。项目应用“空气幕+砂套”组合式助沉技术,配套研发了沉井下沉智能化、自动化监控系统,实时监控沉井结构应力、土压力、几何姿态等关键参数,实现“主动预测、智能纠偏”;采用水下三维声呐扫测技术对沉井基底地形进行检测,共同为沉井施工精细化控制提供指导,实现了沉井施工的“可视、可测、可控”。2021年11月26日,大桥南锚碇沉井精准下沉定位,最终中心平面偏位仅9毫米、倾斜度万分之七,远优于规范及设计要求。

大桥主缆作为大桥最主要的受力构件,两端连接大桥锚碇,穿过主塔,拉住桥身,后期几乎不可更换,因此又被称为悬索桥的“生命线”,直接关系到大桥的寿命和安全性等。为解决主缆钢丝会因湿度产生腐蚀这一难题,龙潭长江大桥的设计团队与科研单位、制造厂家、施工单位联合攻关,打破传统由主缆外表面压入送气方式的除湿方法,世界首创了在主缆内部通干空气的新型除湿系统。系统通过在主缆中央敷设一根特制的复合式送气管,直接从主缆内输送干空气,再通过排气孔将湿空气排出,可以有效减少气流组织死角,实现大桥主缆全断面的除湿,从而解决悬索桥主缆除湿防腐难题,提升其耐久性和使用寿命。



FM101.1江苏交广网主持人
于  洋

刚才您谈到主缆是悬索桥的“生命线”,我相信大家也像我一样好奇,这么粗、这么重的钢缆是如何在空中架设的呢?


苏省交通工程建设局龙潭长江大桥建设指挥部
现场指挥长 
胡 尧

悬索桥之所以能跨越天险,关键在于主缆的承载能力。龙潭长江大桥共有两根主缆,每根主缆由126根预制平行钢丝索股及1根中央送气通风管道组成。每根索股由127根直径仅6毫米的高强钢丝组成。单根索股长2891米,重82.3吨。主缆所有钢丝头尾相接总长度可绕地球2.3圈,单根主缆总重相当于200节高铁车厢的重量。

在主缆架设前,首先需在两座主塔之间铺设空中临时施工通道,工人借助它进行高空作业,我们称其为“猫道”。“猫道”铺设前,需用先导索先行跨江“探路”,龙潭长江大桥采用了无人机“牵引”的方法完成先导索过江。在跨度超过1500米的江面上用无人机进行牵引,在长江下游水域是首次应用。2023年3月1日,一架六旋翼无人机从南塔顶牵引着一根长2300米、直径2.5毫米的先导索,仅用8分钟,就顺利“飞渡”至北塔塔顶,实现双塔跨江“牵手”。接下来,再通过先导索,架设猫道承重绳,铺设面网、护栏等防护系统,这样“猫道”就铺设完成了,施工人员在“猫道”上面先后完成了大桥索股牵引、索股调整、主缆紧固、索夹及吊索安装、钢箱梁吊装、主缆缠丝防护等作业。在主缆架设阶段,我们利用创新研发的PPWS法智能索股“小循环”牵引系统,通过一台卷扬机的正反转驱动牵引系统实现索股的往复式牵引,成功完成了所有索股的架设。这种方法相较于传统的牵引方式效率更高,具有同步性好、稳定性强、绿色低碳等特点,对超大跨径的悬索桥适用性更强,是PPWS法索股牵引方式一次较大的创新提升。



FM101.1江苏交广网主持人
于  洋

您刚刚介绍了龙潭长江大桥很多技术创新。随着技术进步,很多智能化的新工艺、新设备也在交通工程建设中被大量应用,龙潭大桥的建设过程中在这些方面有哪些应用和创新?


江苏省交通工程建设局龙潭长江大桥建设指挥部
现场指挥长 
胡 尧

随着悬索桥跨度的不断增加,对建造工艺的装配化和机械设备的智能化水平也提出了越来越高的要求,我们在这方面进行了重重攻关。

一是为了保障主塔的施工,我们研发了集成多种作业功能的一体化智能筑塔机。这台机器能将混凝土自动辅助布料、双层智能养护、自动拆合模板、爬升自动倒换和封闭安全作业等工序融为一体。筑塔机的应用犹如给桥塔“穿”上一个“金刚罩”,将桥塔顶部密实地包裹起来。乘坐施工电梯到达筑塔机入口层后,可以通过筑塔机内的爬梯进到不同操作层,同时进行钢筋对接、混凝土浇筑、模板施工等各种作业,大大提高了施工的效率与安全性。随着大桥主塔“拔节长高”,一体化智能筑塔机也越升越高,最终成为百米高空中的“移动工厂”。

二是我们在主塔建造中首次研发了基于立体弯折的弧形钢筋网片柔性制造装备,实现布料、牵引、焊接、弯折成型参数化、自动化,厂内作业人员减少至4人,工效提升20%;我们还采用三维激光扫测技术对成型钢筋网片进行质量检测,优化调整设备生产参数,控制钢筋网片成型精度在5毫米以内。大桥在建设过程中还采用了部品化装配、整体化吊装工艺,将钢筋网片装配形成节段高度6米、重量65吨的钢筋部品整体吊装,将高空钢筋施工最大化转入工厂内生产,减少高空作业人员比例60%以上,极大降低施工安全风险。

三是在主桥钢箱梁吊装过程中,我们采用钢箱梁吊装智能化监控系统,通过实时监控吊装阶段梁段平面倾斜角度、吊具姿态、受力状态、跨缆吊机关键结构应力变化情况,进一步加强吊装过程中的安全监控、预测预警,确保了整个吊装过程安全、有序、可控,助力大桥实现精准合龙。



FM101.1江苏交广网主持人
于  洋

每一座长江大桥的建设,都是工程技术领域的突破与飞跃,龙潭长江大桥建设在科技创新方面积累形成了哪些成果呢?


江苏省交通工程建设局龙潭长江大桥建设指挥部
现场指挥长 
胡 尧

党的十八大以来,围绕国家重大战略需求,一项项重大桥隧工程着力攻破关键核心技术,实现了跨越式发展,江苏过江通道建设的科技创新能力不断跃升。龙潭长江大桥重点围绕耐久性和安全性,在材料、工艺、标准等方面开展研究,取得了一系列成果。

围绕提升关键构件寿命,研发了抗拉弯耐腐蚀的新型吊索,吊索与索夹连接处采用关节轴承设计,提高吊索大转角变形性能,提升吊索50%使用寿命;研发了新型密封索夹,对索夹螺杆横向间距、直缝和环缝、紧固件防水构造等精细化设计,改进索夹密封性能;研发了新型速度锁定阻尼器(速度指数0.1),在低速下即可产生较高阻尼力,可降低78%的桥梁累积纵向位移,从而提高支座、伸缩缝等关键构件寿命。

围绕预防交通事故特别是危化品运输事故造成火灾对大桥结构的影响,开展缆索防火设计。根据火灾影响范围试验结果,对于距离桥面16米高度以内的主缆,采用热传导系数低、耐高温性强的高硅氧纤维和铝箔玻纤带复合而成的防火带进行防护,索夹、吊索耳板等连接节点采用高耐久膨胀型抗火涂料。将来如发生汽油火灾,可保障主缆最外层钢丝温度不超过300℃,节点钢体外表面温度不超过550℃的安全状态在45分钟以上,为火灾事故救援留出了充足的时间,守护大桥“生命线”。

为提炼公路悬索桥耐久性设计先进成果,项目还编制了《大跨度公路悬索桥耐久性设计指南》,总结了我国近年来出现的悬索桥耐久性设计新理念、新方法、新材料和新工艺,提高了悬索桥耐久性材料检验、施工、验收与维护等方面的可操作性,对后续大跨度悬索桥耐久性设计具有指导意义。该设计指南被列入2022年交通强国建设试点任务,并被进一步深化编制为江苏省地方标准。

特别值得一提的是,龙潭长江大桥,还有在建的常泰长江大桥的缆索制造、防腐涂装及钢桥面铺装等关键性工程均由省内企业承担,尤其是钢桥面铺装,采用国产高质量环氧树脂,成功实现了国产化替代,摆脱了对进口材料的依赖,充分展现了我国材料自主创新水平的快速提升。


(省交建局)

《交通在线》全媒体节目由江苏省交通运输厅、江苏省广播电视总台携手打造。节目宗旨是传播交通资讯,弘扬交通文化,服务百姓出行。节目邀请交通领域重量级嘉宾做客江苏省交通运输厅全媒体直播室与江苏交通广播网主持人进行访谈。节目在FM101.1江苏交通广播网、大蓝鲸APP播出,并在“江苏交通”微信、微博呈现。


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