南京大勝關(guān)長江大橋是世界首座六線鐵路大橋,為世界上設(shè)計(jì)荷載最大的高速鐵路大橋,京滬高鐵全線重點(diǎn)控制性工程,其主跨336米的長度名列世界同類高速鐵路橋之首,代表了中國當(dāng)前橋梁建造的最高水平。
大勝關(guān)長江大橋位于南京長江大橋上游20公里處,是京滬高速鐵路和滬漢蓉鐵路的越江通道,同時(shí)搭載雙線地鐵,為六線鐵路橋。
大橋全長14.79公里,跨水面正橋長1615米,通航凈高32米,可以確保萬噸級巨輪通過。
概述
2006年8月4日,京滬高速鐵路建設(shè)率先在在南京拉開帷幕——南京大勝關(guān)長江大橋破土動工。大橋全長約9270米,為六跨連續(xù)鋼桁拱橋,橋上按六線布置,分別為京滬高速鐵路雙線、滬漢蓉鐵路雙線和南京地鐵雙線,其中京滬高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)300公里。
南京大勝關(guān)長江大橋主跨2×336米,連拱為世界同類橋梁最大跨度,橋上按六線布置,分別為京滬高速鐵路雙線、滬漢蓉鐵路雙線和南京地鐵雙線;其中京滬高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)300公里,滬漢蓉鐵路為I級干線,客貨共線,客車設(shè)計(jì)行車時(shí)速是200公里,南京地鐵行車時(shí)速是80公里。鋼拱桁梁全聯(lián)桁架的兩端240米為平弦桁架,高16.0米,節(jié)間長度12.0米的N形桁式,豎桿與線路的縱坡垂直。兩個(gè)336米的主跨為鋼桁拱連續(xù)梁,拱的矢高84.2米,矢跨比約1/4,拱頂桁高12米,從拱趾到拱頂總高96.2米。平弦與拱桁間設(shè)加勁弦及變高桁相連接。鐵路橋面設(shè)在平弦的下弦和拱桁的系桿上,離拱趾約28米高。三個(gè)主墩的兩側(cè)各60米范圍內(nèi)為4個(gè)15米節(jié)間,其余的節(jié)間長均為12米,豎桿呈豎直設(shè)置。由于橋面有豎曲線,要兼顧拱跨結(jié)構(gòu)的對稱性,近7#中主墩的兩個(gè)節(jié)間調(diào)整到15.72米,其余節(jié)間長仍為12米。
南京大勝關(guān)長江大橋是京滬高速鐵路上的控制性工程,該橋位于南京長江三橋上游1550米處,規(guī)模宏大、施工復(fù)雜,是京滬高速鐵路的控制性工程之一。
大勝關(guān)長江大橋是世界上設(shè)計(jì)荷載最大的高速鐵路橋梁,其主橋墩承臺長76米,寬34米, 厚6米,巨大的承臺下面連著46根120米長的樁,根根直伸到水下的巖石中,共同支撐起萬噸以上的荷載。從側(cè)面看,主橋共有11個(gè)橋墩,雙孔通航,3個(gè)主橋墩間的最大跨度達(dá)到336米,成為設(shè)計(jì)時(shí)速300公里級別中跨度最大的高速鐵路橋梁。
南京大勝關(guān)長江大橋由中鐵大橋局施工;大橋鋼梁將由中鐵寶橋股份制造,施工總承包合同價(jià)為38.6億元。
從外觀上看,大橋由3個(gè)主橋墩在湍急的江水中撐起巨大的身軀,兩架組合鋼拱架組成優(yōu)美的“M”形,與“一”字形橋面一起,把水天一色映襯無遺。
大勝關(guān)大橋自2006年7月開工建設(shè)以來,已累計(jì)完成鉆孔樁1340根,主橋各墩全部轉(zhuǎn)入上部結(jié)構(gòu)施工,并于2007年12月實(shí)現(xiàn)了兩岸同時(shí)架設(shè)鋼梁的目標(biāo),創(chuàng)造了長江上建橋的多項(xiàng)新紀(jì)錄,為京滬高速鐵路全面開工開了個(gè)好頭。2011年1月,大橋正式通車。
技術(shù)
一個(gè)橋墩7個(gè)籃球場大
全長9.27公里,全程共架設(shè)11個(gè)橋墩,其中,6號、7號、8號墩為水中主墩。
中鐵大橋局副總經(jīng)理、大勝關(guān)橋項(xiàng)目經(jīng)理文武松介紹說:“別小看這些隱身在水中的橋墩,它們一個(gè)的面積就相當(dāng)于7個(gè)籃球場那么大;一座主橋墩,耗用鋼材一萬多噸、混凝土7萬多立方米。這是真正的‘超級巨無霸橋墩’。”
據(jù)介紹,建主橋墩時(shí),必須克服一系列的施工難題:比如橋墩深水基礎(chǔ)雙壁鋼吊箱圍堰的整體制造、下河、浮運(yùn),鋼圍堰在水深流急、漲落潮差中精確的定位;水上大型浮吊安裝主橋墩頂鋼梁的精確定位等難題。
跨度創(chuàng)鐵路橋世界之最
大勝關(guān)大橋的主跨跨度創(chuàng)下世界第一。
大勝關(guān)大橋采用的是六跨連續(xù)鋼桁拱布置,主跨2×336M連拱,跨度堪稱“世界之最”,其混凝土總方量是南京長江一、二、三橋的總和。
按照設(shè)計(jì)要求,大勝關(guān)大橋坡度僅千分之一點(diǎn)四,即1000米長的橋梁抬高只有1.4米,這樣既能確保高速列車上坡時(shí)的安全性,也會增強(qiáng)旅客乘坐的舒適性。引橋之所以長達(dá)7.658公里,就是為了減小橋梁整體坡度。
三種速度列車同時(shí)通行
大勝關(guān)長江大橋是京滬高速鐵路的控制性工程,也是滬漢蓉鐵路的快速通道及南京鐵路樞紐的重要組成部分。因此,建成后的大勝關(guān)長江大橋上將鋪有3種6條不同的平行鐵軌。橋梁設(shè)計(jì)時(shí)速高達(dá)300公里,可同時(shí)行駛3種速度完全不同的列車:京滬高速鐵路旅客列車;客貨共線的國家一級干線滬漢蓉鐵路列車,其中客運(yùn)列車設(shè)計(jì)時(shí)速200公里;同步捆綁過江的地鐵八號線軌道列車,時(shí)速80公里。
根據(jù)規(guī)劃,南京地鐵S3號線向西從京滬高速鐵路南京長江大橋“捆綁”過江,形成都市發(fā)展區(qū)溝通南京南站、板橋、河西、橋林新城的一條新軌道交通線路。
根據(jù)設(shè)計(jì)方案,大勝關(guān)長江大橋靠近三橋的一側(cè)為雙向并行的2條京滬高速鐵路線,另一側(cè)為2條滬漢蓉鐵路軌道,地鐵S3號線則一來一回分列在這4條鐵軌兩側(cè),由懸臂支撐,“掛”在橋邊上飛馳。
主拱肋鋼梁(拱桁)是大勝關(guān)橋上部結(jié)構(gòu)制約性工程,它桿件構(gòu)造復(fù)雜、桿件單件重量大、平面平聯(lián)高差大、制造精度要求高。
工程創(chuàng)造了四項(xiàng)“世界第一”
據(jù)施工方負(fù)責(zé)人介紹,南京大勝關(guān)長江大橋具有體量大、跨度大、荷載大、速度高“三大一高”的顯著特點(diǎn),創(chuàng)造了四項(xiàng)“世界第一”。即大橋是世界首座六線鐵路大橋,鋼結(jié)構(gòu)總量高達(dá)三十六萬噸,混凝土總量達(dá)到了一百二十二萬立方米,僅一個(gè)橋墩就有七個(gè)籃球場大;主跨三百三十六米,雙跨連拱為世界同類橋梁最大跨度,為世界同類級別跨度最大的高速鐵路大橋,能夠確保萬噸級船舶順利過江;設(shè)計(jì)活載為六線軌道交通,支座最大反力達(dá)一萬八千噸,是當(dāng)前世界上設(shè)計(jì)荷載最大的高速鐵路大橋;設(shè)計(jì)時(shí)速三百公里位于高速鐵路大跨度橋梁世界領(lǐng)先水平。
為支持南京大勝關(guān)長江大橋的多個(gè)“第一”,中國鐵路大橋人從一開始就遇到了很多施工難題,如中國最大的主墩深水基礎(chǔ)雙壁鋼吊箱圍堰如何整體制造、下河、浮運(yùn)施工,鋼圍堰在水深流急、漲落潮差中如何精確定位,水上大型浮吊安裝主橋墩頂鋼梁如何精度要求和對位,六跨連續(xù)鋼桁拱架設(shè)中懸臂長、合龍口多、桿件吊重大、安裝精度高,鋼梁大懸臂拼裝施工、三片主桁超靜定合龍、合龍桿件數(shù)量多、精度控制高等世界級難題。
大橋建設(shè)者堅(jiān)持科技創(chuàng)新,大膽實(shí)踐,根據(jù)建設(shè)需要首次采用了Q420qE級高強(qiáng)度、高韌性與良好焊接性能的新型鋼材,主橋鋼梁首次采用了三片主桁承重結(jié)構(gòu)、正交異性鋼橋面板,研制使用了四百噸全回轉(zhuǎn)浮吊、大扭矩鉆機(jī)、七十噸變坡爬行架梁吊機(jī)和高七十余米、重兩千余噸的三層吊索塔架等大量新材料、新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備、新工藝。
現(xiàn)場的鐵道專家表示,南京大勝關(guān)長江大橋的建設(shè),代表了中國當(dāng)前橋梁建造的最高水平,標(biāo)志著中國橋梁建造技術(shù)正日益躋身于世界領(lǐng)先行列。
建設(shè)
2006年9月14日,大橋開工建設(shè);2008年2月27日,大橋開始全面架設(shè)鋼梁;2009年9月28日,大橋順利合龍貫通;2011年1月11日,大橋滬漢蓉鐵路雙線正式運(yùn)營。
2007年3月31日,南京大勝關(guān)長江大橋9號墩鋼吊箱圍堰準(zhǔn)備起吊。
南京大勝關(guān)長江大橋首片32米箱梁在中鐵大橋局南京浦口制梁場灌注成功,至此,南京大勝關(guān)長江大橋箱梁灌注工程正式啟動,標(biāo)志著京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋進(jìn)入上部施工階段。
南京大勝關(guān)長江大橋完成大型深水基礎(chǔ)施工后,即將進(jìn)入上部結(jié)構(gòu)鋼梁架設(shè)階段。
各項(xiàng)施工前期準(zhǔn)備工序有序展開,部門準(zhǔn)備工程也同步推進(jìn)。其中7號主橋墩已經(jīng)開始圍堰定位,8號主橋墩部分樁基先后順利澆注完成。根據(jù)工程人員估算,橋梁主桁鋼料共需約7.8萬噸,混凝土約122.5萬方,僅橋下的鉆孔樁就多達(dá)2355根。
2009年09月28日,隨著前中國鐵道部部長劉志軍與江蘇省委書記梁保華共同觸摸水晶球,京滬高速鐵路控制性工程——南京大勝關(guān)長江大橋的最后一根桿件迅速吊裝安裝到位,自動電焊機(jī)在最后一塊橋面板合龍口迅速完成焊接施工,至此大橋順利實(shí)現(xiàn)合龍,該橋以“四個(gè)世界第一”再次成為了中國橋梁建設(shè)史上新的里程碑。
2011年1月11日上午,上海虹橋始發(fā)至安徽合肥、湖北武漢的44趟動車從南京大勝關(guān)長江大橋通過,標(biāo)志著這座“世界鐵路橋之最”的大勝關(guān)長江大橋正式通車。
當(dāng)天零點(diǎn)起中國鐵路執(zhí)行新的運(yùn)行圖,南京大勝關(guān)鐵路橋首次啟用,多趟列車將從正在建設(shè)的南京南站駛過,南京新的高鐵車站仙林站被做為臨時(shí)啟用的高鐵站,上海虹橋至武漢、合肥方向11趟旅客列車改由大勝關(guān)鐵路大橋通過,為南京長江大橋鐵路橋分流,并大大減少了運(yùn)行時(shí)間。由于南京長江大橋的鐵路橋早已不勝負(fù)荷,所以在京滬高鐵尚未通車之際,鐵路部門就率先啟用了這座長江下游的第二座過江通道,從而為從長三角向西行的列車打開了一條大通道。