楚天都市报:匠心设计 长江最宽大桥巍然屹立——记中交二公院武汉市四环线沌口长江公路大桥

发布时间:2018-03-08 来源:楚天都市报 分享:


去年12月,由中交第二公路勘察设计研究院有限公司(以下简称“中交二公院”)勘察设计的武汉市四环线沌口长江公路大桥顺利通车,缓解了当前武汉市西南区域货车过江难题。

该桥为武汉市第九座长江大桥,连接武汉市四环线西、南段,全线长8.599公里,双向八车道,设计时速为每小时100公里,主桥宽46米,是目前长江上最宽桥梁。通车后较好地分流了白沙洲长江大桥、军山长江大桥等货运车辆交通压力,成为串联武汉市六大新城的物流大通道。

智能机器人巧解“抗疲”难

“交通量预测表明沌口桥通行车辆中货运比例较高,重载交通特征明显。钢桥面的疲劳破坏问题原本就是世界性难题,本桥宽幅、重载的特征将导致其桥面系更加容易疲劳开裂。”中交二公院桥梁设计院副院长南军强告诉记者,为解决该难题,他们在设计过程中针对重载条件下宽幅主梁设计开展了多项专题研究,最具代表性的成果便是成功开发U肋与桥面板双面焊接成套技术,在全球首次实现U肋双面焊接在实际工程中的规模化应用。

南军强介绍,设计组通过与施工单位及相关企业联合攻关,研发出比拳头略大的机器人钻入狭窄的U肋内部,一次性完成十几米长焊缝的精密焊接,解决了以往无法实现的U肋内焊关键难题。焊接机器人还具备高清视频实时监控、焊接缺陷返修等功能,保证了焊接成品的质量。

疲劳荷载试验表明,采用U肋双面焊接技术至少可增加一倍的耐劳性能。根据测算,在大桥100年使用周期内,将能节省数亿元的维修费用。

鉴于U肋双面焊接技术的显著技术经济效益,已引起了业内的广泛关注,多座大桥已确定采用该技术。为便于推广,合作各方目前已联合申报了中国公路协会标准和湖北省地方标准。

造型优美成为亮丽景观

沌口长江公路大桥跨越长江与青菱湖两大水体,须设置可靠的水环境保护措施。

项目设计负责人付坤表示,经过调研与多方案比选,跨长江及青菱湖大桥桥面初期雨水均采用全桥连通并带自动溢流功能的排水管集中收集后,再排入到大桥两端的污水沉淀池。“采用具备自动溢流功能的全集中排水系统,正常情况下可收集污染物含量较多的初期雨水,经过沉淀处理后再排放;在发生危化品运输车辆泄露事故时,可集中收集泄露的危化品及事故处理产生的废水,经过无害化处理后再排放。”付坤说。

考虑到综合桥梁受力与建筑美学,设计人员设计了钻石型主塔高耸入云,让蓝白相间的双索斜拉桥横卧长江与自然融合,同时引桥根据城市景观需要,设置为造型优美的花瓶墩,整个大桥气势宏伟,蔚为壮观,成为江城一道新的亮丽景观。

多项创新铸造精品工程

项目设计组依托“设计大师”领衔专家团队,充分借鉴国内外先进设计理念和工程技术成果,在多项关键技术方面均有创新式突破。

南军强介绍,为提升大桥综合使用性能,自主研发了大吨位“弹性+阻尼”复合式阻尼器,同步改善了大桥抗震、静力及疲劳受力性能,提高了全桥二类稳定系数、延长了伸缩缝等易损件的使用寿命。

为弱化剪力滞效应影响,设计人员建立精细化模型进行理论分析研究,通过优化钢箱梁断面总体结构布置、适当增加梁高、局部补强索梁锚固区及支座支撑部位等措施,保证受力安全的同时提高了主梁钢材的材料利用效率。

此外,沌口长江公路大桥的健康监测系统还整合了施工状态的应力、索力等测量系统,通过对施工状态及通车使用状态测量数据的延续与长期跟踪,将更加有助于准确判断大桥的健康状态。

记者在采访时注意到,大桥全线每隔约40米就有一个摄像探头。付坤说,设计密集的大桥“天网”是为运营信息化考虑,可实时掌握现场车流和应急处置,更好地检测该路段,减少人工现场巡检,同时还采用了国内先进的反恐系统,可为全线安全运载保驾护航。

(文章来源2018-03-08,《楚天都市报》06版 记者 黎先才 通讯员吴凯峰 实习生 费然)