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懸索橋也能穩(wěn)穩(wěn)跑高鐵?這座大橋?qū)⑻钛a國際空白
最后更新: 2020-11-30 21:43:4911月30日,順利結(jié)束連(云港)鎮(zhèn)(江)高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試任務(wù)后,五峰山長江大橋開始進入年底前的通車準備。
此前幾天,在這座輕盈的千米大跨懸索橋上,鐵路部門以不同時速、不同車型、多線并行等不同組合反復(fù)測試,平穩(wěn)運行了近百天,創(chuàng)造了高速列車以時速275公里平穩(wěn)通過的世界紀錄,各項指標均達到預(yù)期設(shè)計目標要求?!斑@也證明大橋設(shè)計方法和理論計算的正確性,同時也表明大橋工程內(nèi)在質(zhì)量到達相關(guān)技術(shù)要求?!比珖こ炭辈煸O(shè)計大師、中鐵大橋勘測設(shè)計院集團副總工程師、五峰山長江大橋總設(shè)計師徐恭義說。
五峰山長江大橋設(shè)計為公鐵兩用,全長6.409公里,主橋最大單跨1092米。4線鐵路+雙向8車道高速公路,鐵路設(shè)計行車時速250公里,高速公路設(shè)計時速100公里。
“這座大橋的設(shè)計實施,在世界尚無工程先例,整個決策和實施過程,都感到壓力巨大?!毙旃Яx說。
橋梁結(jié)構(gòu)中,懸索橋?qū)儆诘湫偷娜嵝越Y(jié)構(gòu)。從力學(xué)角度看,在上千米的尺度上,懸索橋結(jié)構(gòu)非常輕盈,有很大的變形空間?!巴ㄟ^幾噸、幾十噸重的汽車,給懸索橋帶來的變形幾乎忽略不計。”徐恭義說,然而通過百倍于汽車的一列高鐵時,相當于給大橋在短時內(nèi)施加了一個巨大的荷載,給輕盈的懸索橋造成較大的幾何變形。而高速運行的列車,必須保持軌道具備相當?shù)膭偠?,任何一點小小的變形,都可能導(dǎo)致安全隱患。
圖片來源:中鐵大橋勘測設(shè)計院集團
五峰山長江大橋設(shè)計為何采用懸索結(jié)構(gòu)?
“五峰山長江大橋跨江段是江蘇省境內(nèi)河道最窄的位置,也因為水上航道運輸繁忙,建橋要求十分苛刻,要求鐵路橋梁采用懸索橋?qū)崿F(xiàn)一跨越江,這對高速鐵路技術(shù)是巨大的挑戰(zhàn)。因此,這個橋位已經(jīng)預(yù)留了半個多世紀,一直未能實施?!毙旃Яx解釋說,如果采用同樣跨度的斜拉橋方案,受力要配置較長的平衡邊跨,主橋長度將大大增加,不僅大幅增加造價,同時斜拉橋邊跨位于岸上,景觀效果也差。
用柔性結(jié)構(gòu)懸索橋完成重載高速,突破哪些理論及關(guān)鍵技術(shù)?
“設(shè)計千米跨度懸索橋跑高鐵,體現(xiàn)了中國橋梁設(shè)計師的膽識。”中國工程院鄭皆連院士表示。
想要建跑高鐵的懸索橋,就要把柔軟的懸索橋板變“硬”,把原來單薄的扁平橋板給改成立體的桁架?!叭绱艘粊恚憬o本身柔軟單薄的懸索橋增加了剛度和通透性,同時由于負擔(dān)雙層橋面荷載,主梁也被加重了許多。所有的橋體重力就要通過索塔,通過錨固于兩岸的纜索來承受,進而傳給地面?!毙旃Яx說。
中國鐵路總公司、國家鐵路局、上海局集團公司、中國中鐵股份有限公司等共立項20多項重點科研課題,對千米跨度公鐵兩用懸索橋關(guān)鍵技術(shù)展開科研攻關(guān),突破了千米跨度懸索橋結(jié)構(gòu)構(gòu)造及合理剛度、千米跨度懸索橋列車系統(tǒng)失穩(wěn)臨界風(fēng)速與車速限值、千米跨度懸索橋軌道結(jié)構(gòu)適應(yīng)性及幾何形位控制、千米跨度懸索橋設(shè)計荷載模式、山壑區(qū)傾斜高強巖層中超大基坑的開挖與填筑、超大平面尺寸陸地沉井施工等多項關(guān)鍵技術(shù)。
如何在輕盈的懸索橋上保持動車平穩(wěn)高速行駛?“五峰山長江大橋設(shè)計主跨1092米的公鐵合建鋼桁梁懸索橋方案,豎向與橫向均為五跨連續(xù)結(jié)構(gòu),主梁采用新型鋼桁加勁梁結(jié)構(gòu),上層公路8車道橋面總寬46米,下層鐵路4線橋面全寬31.7米。”徐恭義說,通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和準確的理論分析,再輔以有效的阻尼約束和多向支撐體系設(shè)置,從根本上保證了結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定性,解決了懸索橋容易晃動的難題。
業(yè)內(nèi)專家表示,五峰山長江大橋為世界首座高速鐵路懸索橋,中國首座公鐵兩用懸索橋,中國首座鐵路懸索橋,首次實現(xiàn)鐵路橋梁一跨越過長江天塹。建成后將填補世界高速鐵路懸索橋、中國公鐵兩用懸索橋和中國鐵路懸索橋三項空白,并在國際范圍率先建立起中國高速鐵路懸索橋的設(shè)計方法、計算理論和相關(guān)技術(shù)標準?!拔宸迳介L江大橋鐵路懸索橋技術(shù)取得了一系列國際性突破、具有開創(chuàng)性意義。”中國工程院院士盧春房說。
(記者 矯陽)
標簽 五峰山長江大橋- 原標題:懸索橋也能穩(wěn)穩(wěn)跑高鐵?這座大橋?qū)⑻钛a國際空白
- 責(zé)任編輯: 李天宇 
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