沪苏通长江公铁大桥
中国江苏省境内过江通道
沪苏通长江公铁大桥(Shanghai-Suzhou-Nantong Yangtze River Bridge),是中国江苏省境内连接苏州市南通市的通道,位于苏通长江公路大桥上游、江阴长江公路大桥下游,是通锡高速公路、沪苏通铁路、通苏嘉甬高速铁路共同的过江通道,跨越长江江苏段,是世界上最长的公铁两用斜拉桥,也是世界上首座4线铁路、6车道公路斜拉桥。
建设历程
2003年,有关方面提出新建上海至南通铁路的三个过江方案。
2005年12月,中华人民共和国铁道部组织“沪通铁路预可审查及越江桥隧方案论证会“。
2007年3月,《新建上海至南通铁路预可行研究》编制完成,跨越长江方案推荐苏通长江公路大桥下游9千米处的盾构隧道方案。4月18日至20日,“新建沪通铁路项目建议书评估会”召开,跨越长江方案推荐苏通长江公路大桥下游8千米桥梁方案。
2008年2月,中国国家部委和江苏省相关部门开展论证工作,先后在苏通长江公路大桥下游8千米、5千米、3.2千米和规划的锡通通道进行比选和实船试验,并完成了过江工程河段河势等二十几个课题的研究。
2010年2月,对于跨越长江方案,铁道部与交通运输部达成共识,在规划的锡通过江通道上建设跨江大桥,并形成综合性过江通道。5月11日,交通运输部组织召开“沪通长江大桥通航论证研究报告审查会”。同月,铁道部、上海市及江苏省联合上报《关于重新报送上海至南通铁路可行性研究报告的函》,将沪通长江大桥的方位,由原来的苏通长江公路大桥下游3千米处调整为上游40千米处(即沿九圩港西侧至南通捕鱼港附近跨越长江)。7月,交通运输部批复沪通长江大桥的通航净空尺度和技术要求,确定了桥位、桥式和桥跨。8月25日,沪通长江大桥主跨1092米公铁两用斜拉桥方案通过国家发展和改革委员会组织的桥梁专家评审。12月19日,沪通长江大桥通航安全评估报告通过国家海事局组织的专家评审,标志着沪通长江大桥正式进入工程初步设计阶段。
2011年4月6日,沪通长江大桥进行29、30号桥墩地质钻探施工。
2013年11月,沪通长江大桥建设指挥部进驻南通。同月中旬,沪通长江大桥施工图完成设计。
2014年3月1日,沪通长江大桥正式开工建设。6月,沪通长江大桥28号主塔墩钢沉井浮运至预定水域并完成下沉。10月28日,沪通长江大桥29号主塔墩钢沉井浮运至预定水域。2017年1月21日,天生港专用航道桥合龙。10月22日,天生港专用航道桥主拱合龙。12月28日,28号主墩中塔柱合龙。
2018年3月1日,28号主塔墩首组钢锚梁安装到位。4月27日,29号主塔墩开始下横梁首次混凝土浇筑。5月11日,沪通长江大桥进入桥面铺装阶段。6月1日,主航道桥边墩首个超千吨大节段钢梁架设完成,这是中国国内首个超千吨大节段钢梁架设完成。9月9日,南引桥全面贯通。9月25日,沪通长江大桥正式摊铺桥面沥青。9月28日,北侧主塔封顶。10月9日,主航道桥大节段钢桁梁双悬臂开始架设。10月16日,天生港专用航道桥铁路层钢桥面UHPC铺装施工完成。11月9日,29号墩首节段钢梁完成架设。
2019年3月11日,南主塔完成第一根斜拉索的架设,这是中国重载型公铁两用斜拉桥在“塔梁同步”施工条件下架设的第一根斜拉索。4月27日,南引桥铁路桥面防水层完成施工。5月28日,沪通长江大桥北岸辅助跨合龙。6月27日,南侧主塔封顶。7月18日,沪通长江大桥南岸辅助跨合龙。8月5日,主航道桥首个边跨钢梁合龙。8月9日,28号主塔塔端斜拉索完成挂设。9月20日,沪通长江大桥合龙。11月15日,沪通长江大桥全桥斜拉索吊装完工。12月14日,沪通长江大桥铁路桥部分开始铺轨作业。
2020年1月15日,沪通长江大桥开始架设接触网导线。1月18日,沪通长江大桥公路面全线贯通。3月9日,沪通长江大桥塔端首对斜拉索减震器完成安装。3月18日,沪通长江大桥主航道桥桥面沥青正式开始摊铺。4月14日,沪通长江大桥主航道桥桥面沥青摊铺完工。4月29日,沪通长江大桥主航道桥桥梁防撞设施完成安装。5月26日晚,沪通长江大桥1092米主跨进行荷载试验。6月8日,江苏省政府批复同意沪通长江大桥于建成且符合通车之日起纳入高速公路联网收费系统实行封闭式联网收费。6月,通沪铁路更名为“沪苏通铁路”,新建上海至南通铁路跨长江大桥正式定名为“沪苏通长江公铁大桥”。6月19日,《省交通运输厅省发展和改革委员会省财政厅关于沪苏通长江公铁大桥开征车辆通行费的通知》发布。7月1日,沪苏通长江公铁大桥揭牌通车。8月,长三角地区运营铁路首次开展的特大型特殊结构桥梁专项试验在沪苏通长江公铁大桥顺利完成。
桥梁位置
沪苏通长江公铁大桥位于长江三角洲地段的中部、中国江苏省东南部,位于江阴长江公路大桥下游45千米,苏通长江公路大桥上游40千米,连接张家港市南通市通州区;公路桥北接通锡高速公路北接线,南接通锡高速公路南接线;途经该桥高速公路为南通—无锡高速公路;途经该桥铁路为沪苏通铁路通苏嘉甬高速铁路
桥梁设计
桥梁结构
沪苏通长江公铁大桥由主航道桥、天生港航道桥、横港沙水域桥、跨长江大堤桥梁、两岸引桥组成。大桥结构为双塔三索面钢桁梁斜拉桥。
(1)主航道桥。为保证长江主航道船舶通过能力、减小船舶撞击风险,大桥的主通航孔按单孔双向通航设计,即主通航孔净宽不小于900米,主航道两侧各设一个辅助通航孔,单孔单向通航净宽不小于200米。据此要求,并使通航水域宽度覆盖桥位历年-15米等深线范围,主跨跨度采用1092米,南、北两侧各设一个跨度为462米的辅助通航孔,从而使得通航孔覆盖范围达到2016米。
(2)天生港航道桥。天生港航道聚集了若干大型船舶修造企业,此航道专为这些企业的产品进出提供航路,船舶航行密度较小,但吨位较大,因此,跨越的桥梁提供净宽284米、净高45米的单孔单向航道。为了尽可能减小桥梁对通航的影响,采用主孔336米跨度跨过航道,北侧主墩位于上游最近的码头边缘线后方。
(3)横港沙水域桥。横港沙是主航道和专用航道之间的一片浅滩,河床面标高在-1.5~-1米,为保证正常行洪,横港沙水域桥采用多孔112米跨径布置。
(4)跨长江大堤桥梁。为保证长江大堤安全,跨堤桥梁桥墩须在大堤临水侧坡脚以外30米、临岸侧坡脚以外15米设置。因此采用112米跨径跨越南、北两岸大堤。
(5)两岸引桥。两岸引桥总长5245米,由于受较大的航道净空高度控制,和正桥相接的公铁合建段引桥桥墩较高,最高达62米,采用跨度49.2米桥跨布置;南岸单建铁路段桥墩较高,采用49.2米跨度布置;北岸单建铁路段桥墩较小,采用32.7米跨度;其余部分跨越道路、河流等节点采用大跨桥梁。铁路32.7米、49.2米跨度均采用标准化的32米、48米预应力混凝土梁。
设计参数
沪苏通长江公铁大桥线路全长11.072千米,包括两岸大堤间正桥长5827米,北引桥长1876米,南引桥长3369米,其中公铁合建桥梁长6989米。主航道桥为主跨1092米钢桁梁双塔斜拉桥,主塔高330米,约110层楼高。沪苏通长江公铁大桥主航道桥是主跨1092米的公铁两用钢桁梁斜拉桥,跨径布置为(140+462+1092+462+140)米。斜拉索采用平行钢丝斜拉索,最大索长576.5米,索重84吨。拉索在梁端的锚固采用锚拉板构造,锚点在桥面标高以上1.35~2.15米。大桥主通航孔代表船型为5万吨级集装箱船和10万吨级散货船,代表船队为4.8万吨4排4列驳船队,专用航道桥代表船型为5.7万吨级散杂船。
设备设施
沪苏通长江公铁大桥公路面采用5G新型微站覆盖,铁路面采用5G泄漏电缆覆盖,引桥部分建设多座超高铁塔站点进行补充覆盖。大桥将满足用户高速上网、高清语音通话、VR/AR5G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。
沪苏通长江公铁大桥研发了先进的桥梁健康监测系统,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。
沪苏通长江公铁大桥亮化景观设计采用全LED灯具的照明方案,大桥的主塔、斜拉索、桥梁轮廓、桥墩、拱桥拱身、系杄等为承光载体,在夜空中凸显桥梁结构特征,将桥梁的轮廓、层次、立体形态展示在人们视野中,展现出大桥的简洁大气、庄重雅致。
沪苏通长江公铁大桥公路层梁面至塔顶高达245米,最外侧斜拉索长576米。通过对索面进行分区,将不同功率投光灯分组排列,等距离设置在索区外部栏杆处,按不同配光组合进行分层投射,解决了传统顺索照明照度不均匀的弊端,实现了垂直高度200米以上桥索光彩效果的完美绽放,为中国国内首创。
运营情况
票制票价
沪苏通长江公铁大桥开通后,实行全国“一张网”联网收费,依托电子不停车快捷收费技术,通过在大桥两端设置ETC门架系统,实现对通行车辆计费。其中,大桥部分按车类型分类计次收费。南北接线设置三兴、南通西、平潮北三个匝道收费站,按通行里程收费。
交通流量
自2020年7月1日17时18分向社会车辆开放起至当日24时,沪苏通长江公铁大桥车流量近万辆次。7月2日至5日,双向流量分别达3.1万、3.5万辆次、4万辆次和3.9万辆次。
截至2020年10月16日,沪苏通长江公铁大桥汽车的总通行量已突破300万辆次,平均每天通行量为3.75万辆次。2020年国庆中秋假期期间日最高通行车流达9.1万辆次。乘坐铁路的旅客日均经过沪苏通长江公铁大桥4504人次。
建设成果
技术难题
沪苏通长江公铁大桥建设过程中实现五个“世界首创”:
1、实现千米级公铁两用斜拉桥设计建造技术。
2、实现2000兆帕级强度斜拉索制造技术。
3、实现1800吨钢梁架设成套装备技术。
4、实现1.5万吨巨型沉井精准定位施工技术。
5、实现基于实船—实桥原位撞击试验的桥墩防撞技术。在世界上首次组织了原位船撞试验,可实现3千米范围防撞主动预警,有效保证桥梁和船舶安全。
主塔高:沪苏通长江公铁大桥主塔高325米,为建成时世界上最高公铁两用斜拉桥主塔。
跨度大:沪苏通长江公铁大桥桥址处靠近长江入海口,江面宽达6千米。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,要求大桥的主跨必须超千米。大桥主航道桥主跨为1092米,为建成时中国国内最大跨度的斜拉桥,也是世界上首座跨度超千米的公铁两用斜拉桥。这种大跨度设计,满足了长江航道远期12.5米深水航道向上延伸、10万吨货轮通航、桥梁通航孔净宽,以及水流、河势的诸多要求。
体积大:沪苏通长江公铁大桥沉井基础体积大,主塔墩沉井平面相当于12个篮球场大小,沉井高110.5米,为建成时世界上最大体积沉井基础。大桥建设用钢量达48万吨,相当于12个“鸟巢”;混凝土用量达230万立方米,相当于8个国家大剧院
为实现沪苏通长江公铁大桥超千米的跨度,建设者们为其研发了强度达500兆帕的高强度钢和2000兆帕的斜拉索(500兆帕高强度钢意味着每平方米钢梁能承受的最大力为50000吨,相当于25000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建设者通过调整配合比,研究出了一种新型混凝土,一举解决了泵送难、不抗裂等难题。这种新型混凝土在保障质量的同时,还具有高流态降粘等特性,在浇筑的初期能控制水化反应,避免过度发烧,在降温收缩时能自我激发膨胀,补偿收缩,配合循环冷却水管、全封闭防风措施等,表现出较好的抗裂效果。同时,引进超高混凝土主塔塔偏实时监测技术。在塔梁同步施工时,系统可实现施工全过程桥塔变形实时测量,获得桥塔变形时程曲线。一旦检测到曲线发生偏移,建设者们可以立刻进行纠偏,确保主塔按照预定“路线”长高而不“跑偏”。
沪苏通长江公铁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,航运异常繁忙,航道部门要求这里的通航净宽不能少于900米。同时,大桥桥址河段位于感潮区内,受潮流和径流的叠加影响较大,大桥设计团队最终选择了施工难度大但质量高的沉井方案。
沪苏通长江公铁大桥建设过程中,首次将沉井由工地现场焊接生产改为工厂化生产。建设者发明了助浮结构和充气增压系统,通过封闭部分沉井井孔,并往封闭井孔充气,使得巨型钢沉井不仅可以自浮,还可以调节吃水深度以及浮运过程中的空间姿态。为了把钢沉井准确无误地固定在设计点,建设者开创性地采用了“大直径锚桩加混凝土重力锚”方案:将8根直径达3.5米的钢桩立在钢沉井的上下游处,南北两侧再各抛下4个重约900吨的混凝土边锚,有效将钢索与钢沉井连接,同时引入计算机控制的多向同步快速定位技术,通过智能化装备,大幅提升定位的效率和精度,解决了千吨级水流力作用下钢沉井精确定位难题。
沪苏通长江大桥主航道桥沉井与以往大桥施工现场打桩相比,对航道影响小,减少了噪声污染,避免泥浆流入长江、污染水质。大桥建设者优化施工作业和工艺工法,减少泥浆、废渣、污水排放;建设完善的排水系统和垃圾处理设施,加强船舶作业管理,减少施工、生活污水排放。聘请第三方机构在施工区域设置水质监测点,对长江河床、水文泥沙等情况进行动态检测,各项监测数据均合格;加强长江渔业资源和水生动物保护,采购100万尾鱼苗,在长江南通段增殖放流,对保护长江渔业资源、修复生物多样性起到重要作用。
科研成果
在沪苏通长江公铁大桥建设过程中,铁路各参建单位开展了一系列科研攻关,形成了65项专利、创造了14项新工法。
截至2020年6月底,中铁大桥局沪通大桥项目部已取得专利授权30余项,其中发明专利20项。
荣誉表彰
文化特色
沪苏通长江公铁大桥桥铭牌分设于主航道桥和天生港航道桥两头上层公路中央分隔带处。桥铭牌由上部红色雕塑、下部基座两部分组成。上部雕塑部分采用新型玻璃钢制作,结构牢固耐久;基座采用浮雕与铭文装饰,铭文内容为大桥简介和参建单位名录。铭牌总重量约10吨,设计定稿后整体在南京制作完成。
雕塑:立意取名为“逐梦江海”,上部红色雕塑,以“海鸥逐浪追梦”为基本构图,彰显沪苏通城市群“揽江拥海、包容会通”的恢宏气度,抒发大江两岸人民“勇立潮头、起翔腾飞”的时代精神。雕塑通体采用鲜亮的中国红,文字采用国徽色的麦芽金。
浮雕:位于基座东西两侧,分别呈现了南通、张家港的地方文化和城市愿景。南通市主题浮雕设计以濠河景观带为蓝本,展现钟楼、文峰塔南通博物苑等标志性建筑以及部分代表性人文景观,体现江海文化。张家港市主题图案融合长江、鉴真东渡张家港精神等标志性符号,撷取长江、港口、帆船、永庆寺、暨阳湖塔等具象元素,勾勒城市风貌。
张家港市将在沪苏通长江公铁大桥南岸建设大桥公园,邀请地方园林设计单位,结合地方规划,对南岸大桥公园进行园林绿化设计,打造绿色、和谐的大桥景观。
价值意义
沪苏通长江公铁大桥工程规模之大,施工难度之大,创造了世界桥梁和中国桥梁建设的多个之最。(《文汇报 》评)
沪苏通长江公铁大桥是其建成时长江下游最东端、离长江入海口最近的铁路过江通道,向北连接渤海湾京津冀城市群,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。作为公铁两用过江通道,沪苏通长江公铁大桥建成通车后,对提升区域铁路、公路路网水平,优化运输组织方案,完善交通运输结构具有重要意义,将有效促进长三角城市群跨江融合、协同发展,有力助推长三角区域一体化发展。(中国国家铁路集团有限公司 评)
参考资料
沪通长江大桥开工.中华人民共和国中央人民政府.2014-03-01
主跨超千米公铁两用斜拉桥沪通大桥顺利合龙.中国政府网(来源:新华社).2019-09-21
最新修订时间:2024-11-02 12:08
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概述
建设历程
参考资料