對(duì)于一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力來(lái)說(shuō),基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo),要想社會(huì)發(fā)展離不開配套基礎(chǔ)設(shè)施的跟進(jìn),對(duì)于基建重要性,世界上恐怕沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家能像中國(guó)這樣理解通透了,外號(hào)“基建狂魔”的中國(guó),永遠(yuǎn)在挑戰(zhàn)世界最大的基建記錄。 在橋梁建設(shè)方面,中國(guó)在世界上也擁有絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán),像世界上最長(zhǎng)的跨海大橋膠州灣大橋,世界上唯一的深埋沉管隧道港珠澳大橋,世界海拔最高的橋梁北盤江大橋,還有很多世界有名的大橋,無(wú)一不顯示中國(guó)在橋梁建設(shè)方面的頂尖技術(shù)。 而今天要說(shuō)的,是中國(guó)在2015年開始建設(shè),2021年6月30日完全投用的,世界上最大的公鐵兩用懸索橋——五峰山長(zhǎng)江大橋。 除去“世界上最大的公鐵兩用懸索橋”這個(gè)頭銜之外,五峰山大橋還有一個(gè)世界之最,那就是重達(dá)133萬(wàn)噸的世界最重的沉井基礎(chǔ)的錨碇,約等于13艘福特級(jí)航母排水量的總和,不過(guò)五峰山大橋的規(guī)模在我國(guó)并不在第一序列,為什么要建這么重的錨碇呢? 五峰山大橋的特殊性五峰山大橋位于江蘇省鎮(zhèn)江市,主橋長(zhǎng)度1428米,江面跨徑1092米,連接著鎮(zhèn)江市的丹徒區(qū)與京口區(qū),為了滿足南京長(zhǎng)江下游深水航道的需求,五峰山大橋在航道上不設(shè)橋墩,還要有高架空,這才選擇了懸索橋的建設(shè)方案。 懸索橋雖然可以做到一跨過(guò)江,但是它也是典型的柔性結(jié)構(gòu)橋體,橋體韌性強(qiáng)對(duì)于公路橋來(lái)說(shuō)是一件好事,相對(duì)于堅(jiān)硬的橋體,柔軟輕盈的懸索橋可以在內(nèi)力與外力共同作用下抵消掉各種變形對(duì)橋體帶來(lái)的損害,甚至在地震等自然災(zāi)害下,懸索橋也不會(huì)輕易被損壞。 但是五峰山大橋的特殊性在于不僅要求過(guò)汽車,還要過(guò)高鐵,那這座大橋的設(shè)計(jì)就不簡(jiǎn)單了。 對(duì)于汽車通行來(lái)說(shuō),即便是幾十噸的重汽,其重量所帶來(lái)的變形對(duì)于大橋來(lái)說(shuō)也是微乎其微,不過(guò)高鐵就不一樣了,不同的車廂和車廂數(shù)量決定了一列高鐵動(dòng)車組的自重,一般來(lái)說(shuō)一節(jié)車廂的自重在60噸,按照一列車8節(jié)車廂來(lái)看,一列車的重量在400-500噸左右,和諧號(hào)CRH2型動(dòng)車組8節(jié)車廂的自重為408.5噸,這樣的重量加上250千米/小時(shí)的設(shè)計(jì)速度,對(duì)懸索橋體來(lái)說(shuō)可吃不消,一般設(shè)計(jì)情況下,橋體受到這么大的短時(shí)荷載,肯定會(huì)出現(xiàn)變形。 然而對(duì)于汽車來(lái)說(shuō),橋體只要?jiǎng)e跟村里自建浮橋那樣大的變形,問(wèn)題都不大,但偏偏高鐵動(dòng)車組的運(yùn)行對(duì)于軌道的平整度要求非常高,高速運(yùn)行下輕微的變形都可能導(dǎo)致動(dòng)車組出現(xiàn)脫軌的意外事故,這也是一般高鐵通行的橋梁不會(huì)選擇懸索橋的原因。 有句話說(shuō)得好:甲方——永遠(yuǎn)地“上帝”,既然甲方要求了五峰山大橋要同時(shí)通公路鐵路,就算理論上不可行也得想辦法,原本單薄輕盈的橋板肯定不行了,那就上強(qiáng)度夠的桁架。 百萬(wàn)噸錨碇的作用看到錨碇大家可能不知道和橋墩有什么區(qū)別,懸索橋因?yàn)樵跇蛎嫦聸](méi)有任何的支撐,完全靠索塔撐著鐵索懸掛起來(lái),鐵索的另一端要固定在一個(gè)重物上以達(dá)到穩(wěn)定的作用,這個(gè)重物就叫“錨碇”。 如果還不理解的話,可以把懸索橋看作拔河比賽,拔河比賽要想獲得好成績(jī),前排的要有高個(gè)子選手,相當(dāng)于“索塔”把對(duì)面撐起來(lái),錨碇的作用和拔河比賽壓軸的胖子作用是一樣的,拔河比賽最痛苦的是哪個(gè)選手,我直接說(shuō)答案吧,就是最后壓軸的胖子,前面隊(duì)友劃水摸魚看不出來(lái),到了最后壓軸的胖子,那就痛苦了,所有的力道都得一個(gè)人穩(wěn)住,這種痛苦別問(wèn)我是怎么知道的。 甲方既然要求要過(guò)高鐵,桁架是最好的辦法,不過(guò)桁架重啊,桁架結(jié)構(gòu)一般都是傳統(tǒng)橋梁的首選,因?yàn)檫@些橋體中間有橋墩支撐,所以再重的桁架都沒(méi)問(wèn)題,但桁架結(jié)構(gòu)放到懸索橋上,那只能用鐵索懸掛起來(lái),這難度可就大了。 上了桁架,原本輕盈的五峰山大橋,橋體直接用了8.5萬(wàn)噸鋼筋,106萬(wàn)方混凝土,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件也用了差不多10萬(wàn)噸,還有懸起橋面的3.3萬(wàn)噸主鋼纜絲。 五峰山大橋這些重量再翻個(gè)翻,主鋼纜絲也沒(méi)問(wèn)題,這些主纜鋼絲采用了鋅鋁合金鍍層的高強(qiáng)度平行鋼絲索股結(jié)構(gòu),每股索股由多根鋼絲纏繞而成,鋅鋁合金鍍層能極大提高耐腐蝕能力,所以最大的問(wèn)題不在主纜鋼絲,而是壓住主纜鋼絲這根“拔河繩”的錨碇。 五峰山長(zhǎng)江特大橋北錨碇采用了沉井法,整個(gè)沉井長(zhǎng)100.7米、寬72.1米、高56米,整個(gè)北錨碇建成后的重量達(dá)到了133萬(wàn)噸,儼然一個(gè)實(shí)心的混凝土大樓,這么大個(gè)“秤砣”才算把這個(gè)橋面給固定好了。 什么是沉井法?因?yàn)殚L(zhǎng)江北面施工地址流塑狀淤泥層達(dá)到了8.4米,土質(zhì)疏松容易坍塌,一般想挖個(gè)大坑把錨碇澆筑好那是肯定不可能的,于是采用了這種獨(dú)特的沉井法。所謂的沉井法就是在錨碇地址上提前澆筑好一個(gè)井筒狀的預(yù)制物,然后在井內(nèi)進(jìn)行挖土,預(yù)制的井筒會(huì)因?yàn)榈撞康耐帘煌谧吡耍驗(yàn)橹亓Χ鲁两?,沉降的過(guò)程中筒壁會(huì)避免四周坍塌,這就解決了土質(zhì)疏松的問(wèn)題,而且筒壁還能擋水,還起到防止錨碇歪斜的作用。 結(jié)語(yǔ)五峰山大橋建成后,江蘇北部的連云港到長(zhǎng)江以南的鎮(zhèn)江只需一個(gè)半小時(shí)的車程,揚(yáng)州也一步接軌蘇南,江蘇城市圈的時(shí)空聯(lián)系更為緊密起來(lái),“交通不便”將成為歷史,這就是基建對(duì)經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用。 |
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