南京江心洲长江大桥!中交集团参建的世界首座轻型钢混结构斜拉桥

发布时间:2021-09-23 分享:
        2020年12月24日,由公规院设计、二航局和二公局参建的世界首座轻型钢混结构斜拉桥——南京江心洲长江大桥建成通车。

        南京江心洲长江大桥原名“南京长江第五大桥”,采用“桥+隧”模式建设,起于南京市浦口区五里桥,以三塔斜拉桥形式跨越长江主江,途经梅子洲落地,在长江夹江以隧道形式顺接建邺区江山大街隧道,路线全长约10.3公里。跨江大桥长4.1公里,两个主跨均为600米,主桥总长1796米,为双向六车道,设计时速100公里,是世界首座轻型钢混组合结构索塔斜拉桥,也是国内工厂化、装配化程度最高的特大跨径斜拉桥。

        江心洲长江大桥为中央双索面三塔组合梁斜拉桥,最高主塔高175.4米,相当于60层楼的高度。大桥索塔是外钢壳内混凝土的新型组合结构,针对这一特点,建设团队反复研究,最终决定采用装配式、模块化施工方案。

        以往的桥梁建设项目的装配式工艺主要集中在桥梁上部结构,且混凝土预制梁大都通过建设临时预制厂进行生产。江心洲长江大桥则不同,不仅大桥上部的组合梁由工厂生产,而且主塔采用钢壳混凝土组合结构代替原有的混凝土浇筑,索塔钢壳由工厂生产,施工现场只需模块化安装,这种施工工艺在世界上属于首次。

        索塔采用装配化施工工艺后,钢壳可兼作混凝土模板,省去了大型爬模设备。如果采用传统施工工艺,需要约100位模板工、钢筋工、混凝土工等多工种作业人员,高强度作业10多个月才能完成。但江心洲长江大桥只用了30多个不同工种的作业工人,完成了北塔和中塔两座索塔的施工任务。

        装配化施工带来的不仅仅是施工速度的提升,还有工程质量的飞跃。大桥主塔外层采用附筋钢壳结构,内部填充混凝土。这种组合结构不仅有效提高了桥梁的承载力和耐久性,外观也十分漂亮。大桥钢混组合梁创新采用的粗骨料活性粉末混凝土可谓“身材小、能量大”,是目前使用在大跨径桥梁梁板上强度最高的混凝土,厚度仅有17厘米,比常规混凝土至少薄10厘米。

        工厂预制、现场拼装的装配化技术革新效益显著,但施工难度也大大增加。大桥主塔被分割成36个节段,要将36节重量级索塔节段像拼积木一样,一节一节拼起来,挑战极大。

        根据设计,大桥中塔首节索塔钢壳重达180.8吨,横截面有半个篮球场大,内部仅竖向主筋就有1068根,是整座索塔最重也是最关键的一个节段。如何确保这个“庞然大物”的精准吊装,是摆在项目技术团队面前的首要难题。

        平面图纸难以直观地反映索塔钢壳内钢筋的空间关系。为此,建设团队利用BIM技术对钢壳进行“庖丁解牛”。为了精准定位,他们将现有高精度的索塔首节钢壳BIM模型从不同标高处刨开,得到不同标高处的钢筋空间位置,再与承台预埋钢筋进行比对,制作定位框,由定位框的高精度来保证承台内预埋的首节钢壳钢筋的安装精度。同时,通过现场测算和BIM系统模拟,将每一道施工工序、每一位工人的站位及负责区域都在电脑上用图表明确标注出来,形成图表化施工流程。

        除了利用BIM技术对预制拼装施工方案进行预判,解决构件在现场施工过程中的精确安装与连接等难题外,项目部还研发了基于BIM技术的建养全过程信息管理平台,让施工组织、开工报告、工序报验到工程验收全过程资料档案实现数字化管理,提升工程程序管理效率。

        南京江心洲长江大桥是国家长江经济带综合立体交通走廊规划建设的重点项目,也是连接南京江南主城和江北新城的重要纽带。大桥的建成进一步完善了区域骨干路网,缓解过江交通压力,推动长江经济带发展。(二航局、公规院供稿)
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