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問鼎“世界之最”的楊泗港長江大橋

2020-06-03 02:07:32
科學中國人·下旬刊 2020年2期
關鍵詞:橋梁設計

楊泗港長江大橋是長江上的第163座大橋,連接漢陽、武昌兩岸,全長4.13公里。

與其他橋梁不同的是,它獨特的設計和刷新懸索橋紀錄的跨度。長江上首座雙層公路大橋、國內跨度排名第一的懸索橋、世界工程規模最大的雙層懸索橋,這些標簽隨著楊泗港長江大橋的正式通車,逐漸被外界知曉。

一跨過江,驚艷世界

長江被譽為世界第三大河流,近幾十年來,在它上面修建橋梁不是什么新鮮事。但這并不意味著,技術手段的進步已經足夠填補地質環境惡劣形成的“溝壑”。至少在楊泗港長江大橋建設之初,依舊困難重重。

起初,楊泗港長江大橋方案研究設計中提交了多個橋型、橋跨方案,如900米+900米的雙主跨懸索橋、主跨1700米的斜拉懸吊組合橋和主跨1700米的單跨懸索橋等。之后因為大橋的橋址選擇非常特殊,業內人員考慮到上下游橋梁相對密集,航道要求苛刻,即枯水季主要航行通道靠近漢陽一側,以及水文條件復雜等因素,多方評估后明確了建設要求:大橋必須一跨過江。

“現在要面對的最大困難和60年前一樣,都是‘如何在河床上修建橋墩。”央視曾在報道中指出,經過數千年沖刷和沉淀的長江,幾乎找不到堅硬的河床基礎。如何打造人工河床,成為擋在工程人員面前的第一道坎。

長77.2米、寬40米、高23米、重6200噸,這一組數字代表的結構便是用來修建橋墩的鋼沉井。如此的龐然大物經過工廠制造、利用氣囊工具運輸等,被準確地下沉到江床之上。過程當中,為了保障沉井順利下沉,18臺攪吸機在水下24小時不間斷作業,吸走底部的泥沙。168天,工人們奔著“一步到位”的目標,不敢有絲毫懈怠。當一切就緒,240米高的橋塔豎立,楊泗港長江大橋正式擁有了以1700米跨度傲視世界的底氣。

基礎有了保障,建設者本著快速施工的理念,調動纜載吊機、運輸船等架設主跨鋼梁。過程中,他們及時對鋼梁的位移和提升拉力進行監測,并實時調整,同時將臨時連接構件的精度控制在2毫米以內,保證大橋鋼梁吊裝后的成橋線形。2018年12月,楊泗港長江大橋主跨鋼梁順利合龍。這也標志著世界最大跨度雙層公路懸索橋主體工程完成。

中國速度的保駕護航

真正成就一座橋梁,需要的是工程的環環相扣。除了“巨無霸”鋼沉井浮運下沉、主跨鋼梁架設等重要環節,橋面上的每一環也必須做到位。

大橋采取主線高架橋+地面輔道的建設模式。全線設2座互通式立交(八坦立交和蘆灣湖立交)、4對上下橋匝道和1座跨鐵路轉體斜拉橋,于2015年7月開工、2019年10月通車。4年多的時間里,建設者們一次又一次向世界刷新“中國速度”。例如,300天完成高達241.2米的塔柱施工,82天完成主纜271根索股架設,36天完成49片“千噸級”鋼梁架設……不僅如此,從各大媒體報道中知悉,全橋開挖土方57萬立方米,生產焊裝鋼箱梁4.6萬噸,攤鋪瀝青路面18萬平方米,使用混凝土92萬立方米、鋼筋5.4萬噸、主纜高強鋼絲3.3萬噸、鋼材7.2萬噸……撐起這些數字的是實實在在的技術和建設能力。

此外,作為第7屆世界軍人運動會重點保障線路之一,楊泗港長江大橋按時交付的同時,還以多項“世界之最”贏得了關注和贊賞。主橋設置雙層雙向12車道,是世界上通行能力最大的公路橋梁;大橋主纜設計張力6.5萬噸,吊索設計拉力500噸,主纜鋼絲強度等級世界最高、設計荷載世界最大;錨碇基礎采用直徑98米的圓形地下連續墻結構,是世界上最大的圓形橋梁基礎。

長江上功能最完備的橋梁

楊泗港長江大橋是武漢市第10座長江大橋,在它周圍10公里范圍內,就有武漢長江大橋、鸚鵡洲大橋等數座橋梁。它們各盡其責,有著共同的作用,那便是升級區域道路交通系統,提升城市交通功能。

就楊泗港大橋來說,其上層橋面與漢陽國際博覽中心立交和武昌八坦立交聯系,僅承擔快速通過功能。下層橋面與漢陽鸚鵡大道、濱江大道和武昌八坦路相接,主要解決區域內交通功能。兩岸主橋過鸚鵡大道和臨江大道后接入地面。其中,漢陽側下層橋面連接濱江大道和鸚鵡大道,主線接入江鸚路,并在濱江大道設上下層橋面轉換匝道,可供一層橋梁與地面的上下橋,以及一層橋梁與二層橋梁的上下橋轉換。武昌側下層橋面直接接入八坦路,并在武金堤路附近設上下層橋面轉換匝道,二層橋上的車輛可以通過連接匝道下行到一層橋面,一層橋面車輛也可以通過連接匝道直行到二層橋面。

“設計雙層公路橋,是充分考慮到快行、慢行、機動車、非機動車以及行人觀光漫步的需求。”作為楊泗港長江大橋的總設計師,我國懸索橋著名專家徐恭義認識到武漢人口多、居住密集、各種交通需求并存的具體情況,最終決定采取雙層橋面設計。

按照設計,為緩解武漢市過江交通壓力,大橋設雙向12車道。橋上層兩側還各有一條人行觀光道,寬2米,共有8處休息觀光區,市民可以在此欣賞江景。下層設計了兩條非機動車道,每側2.5米寬,每側還設計了1.5米寬的人行道,方便行人在下層步行時不會淋雨。除此之外,雙層橋面的設計一方面最大限度地發揮了橋位資源,一次性留足最大功能潛力;另一方面將“快慢”分開雙層的布局也能進一步保障車輛需求,讓過江交通更高效化、合理化。

在一座橋上實現如此多的功能設計,讓其集過江交通與觀光于一體,哪怕世界范圍內也不多見。甚至可以毫不夸張地說,楊泗港長江大橋已經成為長江上功能最完備的橋梁。

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