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沪苏通长江公铁大桥开通,实现了这5大“世界首创”

第一财经·2020/07/01

大桥如同一根巨型“扁担”,一头挑起南通,一头挑起张家港,共同接入国家高铁网。
7月1日,随着沪苏通铁路的开通,我国自主设计建造、世界上首座主跨为千米级的沪苏通长江公铁大桥同步开通运营。
这座大桥南起苏州市张家港市、北至南通市通州区,是沪苏通铁路的控制性工程,位于江阴大桥下游45公里,苏通大桥上游40公里,未来还将是沪苏通铁路、通苏嘉甬铁路和锡通高速公路共用的过江通道。
来源:中国铁路上海局集团有限公司(简称“上海铁路局”)
“咽喉”要道
大桥是长江下游最东端、离入海口最近的铁路过江通道,向北连接渤海湾和京津冀城市群,向南由沪苏通铁路接入上海,通过东南沿海通道联系珠三角城市群。
而沿海通道,也是唯一一条贯通我国三大核心城市群的纵向通道,沪苏通长江公铁大桥正是其中的关键性工程和核心节点。因此,作为公铁两用过江通道,大桥犹如“咽喉”要道。
沪苏通铁路开通运营后,向北与在建的盐城至南通铁路和已建成运营的连云港至盐城铁路、南京至启东铁路、新沂至长兴铁路连接,向南与上海至昆明高铁等连接,在鲁东、苏北与上海、苏南、浙东地区之间形成了一条便捷的铁路运输大通道。上海至南通的旅行时间由原来3.5小时压缩至1小时6分钟,缩短了上海与南通及苏北地区的时空距离,对发挥上海中心城市辐射带动作用,推动长江三角洲区域一体化发展,具有重要意义。
来源:上海铁路局
五个“世界首创”
作为我国自主设计建造的大桥,沪苏通长江公铁大桥全长11072米,其中正桥长5827米,南北岸引桥长5245米,主跨1092米,是世界上首座4线铁路+6车道公路、主跨超千米的公铁两用斜拉桥,能满足5万吨级集装箱船和10万吨级散货船通航要求,沪苏通铁路、通苏嘉甬铁路和锡通高速公路通过该桥跨越长江、贯通南北。
国铁集团副总工程师兼建设部主任、工程监督局局长王峰介绍,在大桥建设中,形成了65项专利、创造了14项新工法,实现五个“世界首创”。一是实现千米级公铁两用斜拉桥设计建造技术世界首创;二是实现2000兆帕级强度斜拉索制造技术世界首创;三是实现1800吨钢梁架设成套装备技术世界首创;四是实现1.5万吨巨型沉井精准定位施工技术世界首创;五是实现基于实船—实桥原位撞击试验的桥墩防撞技术世界首创。在世界上首次组织了原位船撞试验,可实现3公里范围防撞主动预警,有效保证桥梁和船舶安全。
金叶子制图
“高”“大”“新”
来源:上海铁路局
沪通大桥建设指挥部副总工兼工程部长闫志刚告诉第一财经记者,大桥是世界上首座4线铁路+6车道公路、主跨超千米的公铁两用斜拉桥,共耗用钢材约48万吨,混凝土约230万方。
桥的上层是6车道公路,下层走4线铁路,其中两条靠近长江下游,也就是今天开通的沪苏通铁路,另外靠近长江上游的两条留给通苏嘉甬铁路。
他介绍称,这座大桥最主要的特点可以概括为“高”“大”“新”。“高”即主塔高330米,为世界上最高公铁两用斜拉桥主塔;“大”即跨度大、体积大,主航道桥主跨1092米,是世界上首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥;沉井基础体积大,主塔墩沉井平面相当于12个篮球场大小,总高度110.5米,为世界上最大体积沉井基础。“新”则是运用了一大批新材料、新结构、新设备、新工艺。
为何要跨千米?据介绍,正是因为桥址处靠近长江入海口,江面宽达6公里。大桥附近有十余个码头和港口,江面日通行船舶超过3万艘,航运繁忙,所以大桥的主跨必须超千米。
5G新型微站覆盖
来源:上海铁路局
随着信息技术的发展,这座大桥也变得更加“聪明”。沪苏通长江公铁大桥公路面将采用华为5G新型微站覆盖,铁路面将采用中天新型5G泄漏电缆覆盖,引桥部分采用多座超高铁塔站点进行补充覆盖。满足用户高速上网、高清语音通话、VR/AR等5G应用,同时可升级SA网络,实现低时延、大连接等工业物联网应用。
此外,大桥还拥有桥梁健康监测系统,实现轨道线路、桥梁结构、行车状态三位一体综合监测模式,能够根据监测数据进行自动分析和报警,对于人工不易到达的部位,可采用视频图像识别的方法发现病害。
巨型“扁担”
来源:上海铁路局
面对大跨、重载的需求,大桥的主体结构材料——钢梁和拉索必须异常坚实。主桥钢梁必须要有足够的刚度,这样才能满足大桥6线公路、4线铁路的荷载需求。同时钢梁还要具备一定的柔性,这样才能在突来的重压下,通过微变形来分散压力,在重物通过后恢复如常。
简单来说,桥梁的钢梁犹如一根巨型“扁担”,两个主塔横梁犹如“挑夫”的肩膀,“挑夫”相隔越远,钢梁承载就越重,“扁担”就越容易向下弯曲变形,因此必须有相当强度的拉索才能拉住这根刚柔并济的“扁担”。
为实现大桥超千米的跨度,工程建设者们为它“量身定制”了强度达500兆帕的高强度钢和2000兆帕的斜拉索,其中2000兆帕斜拉索的强度为世界之最。500兆帕高强度钢意味着每平方米钢梁能承受的最大力为5万吨,相当于2.5万台轿车的重量。沪苏通长江公铁大桥共有432根斜拉索,每根斜拉索由多束直径7毫米的钢丝组成,单根斜拉索成桥最大索力可达1000吨,相当于500台轿车的重量。沪苏通长江公铁大桥就如同一根巨型“扁担”,一头挑起南通,一头挑起张家港,共同接入国家高铁网。