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悬索桥也能跑高铁?这座中国大桥填补世界空白!

  “桁架+悬索” 实现以刚克柔

  当浩荡长江流至五峰山脚下,宽阔的江面突然变窄,宽度仅有1200米,这是适合建桥的理想桥址。

  据中铁大桥局五峰山长江大桥项目总工冯广胜先容,从结构受力上来讲,此处最有利的桥型就是悬索桥。相对其它桥梁结构,悬索桥属于典型的柔性结构,变形空间大,容易做到大跨度、高架空,遭遇地震、沉降等自然灾害也不易损坏。

  五峰山长江公铁大桥搭载的4线高速铁路和8车道高速公路使大桥主梁的总荷载达到17万吨,接近三艘满载的辽宁号航空母舰的重量,如此大的荷载,给五峰山长江大桥的建设提出了空前的挑战。为了保障运行安全,就要以刚克柔,给柔软的悬索桥添几分“硬气”。五峰山长江大桥采用了“桁架+悬索”的组合结构,把原本柔软单薄的桥面板改成了坚固的桁架,增加了桥的刚度,也为建成世界首座高速铁路悬索桥增添了可能性。

  技术突破 填补世界空白

  中国铁路总企业、国家铁路局、上海局集团企业、中国中铁股份有限企业等共立项20多项重点科研课题,对千米跨度公铁两用悬索桥关键技术展开科研攻关,突破了千米跨度悬索桥结构构造及合理刚度、千米跨度悬索桥列车系统失稳临界风速与车速限值、千米跨度悬索桥轨道结构适应性及几何形位控制、千米跨度悬索桥设计荷载模式、山壑区倾斜高强岩层中国足球协会超级联赛大基坑的开挖与填筑、超大平面尺寸陆地沉井施工等多项关键技术。

  桥梁建设者不断地优化施工工艺,研发新材料、新技术、新装备,以此保证大跨度桥梁的安全和施工质量,取得了一系列创新。例如,世界上首座采用板桁结合钢桁梁的公铁两用悬索桥;世界上首次采用单面焊接两面成型U肋焊接技术的公铁两用悬索桥,解决了焊缝容易疲劳破坏的难题;世界上首次采用轧制成型不锈钢复合钢板的公铁两用悬索桥,解决了钢板的锈蚀问题等等。

  业内专家表示,五峰山长江大桥为世界首座高速铁路悬索桥,中国首座公铁两用悬索桥,中国首座铁路悬索桥,首次实现铁路桥梁一跨越过长江天堑。建成后将填补世界高速铁路悬索桥、中国公铁两用悬索桥和中国铁路悬索桥三项空白,并在国际范围率先建立起中国高速铁路悬索桥的设计方法、计算理论和相关技术标准。“五峰山长江大桥铁路悬索桥技术取得了一系列国际性突破、具有开创性意义。”中国工程院院士卢春房说。

  悬索桥平稳跑高铁

  “五峰山长江大桥设计主跨1092米的公铁合建钢桁梁悬索桥方案,竖向与横向均为五跨连续结构,主梁采用新型钢桁加劲梁结构,上层公路8车道桥面总宽46米,下层铁路4线桥面全宽31.7米。”徐恭义说,通过合理的结构设计和准确的理论分析,再辅以有效的阻尼约束和多向支撑体系设置,从根本上保证了结构受力稳定性,解决了悬索桥容易晃动的难题。

  ▲五峰山长江大桥联调联试检测车辆

  为保证大桥的稳固,五峰山大桥使用了直径1.3米的主缆,由4万根直径仅5.5毫米、长约2000米的高强度钢丝组成,为目前世界范围内最大直径主缆,各项性能远优于普通主缆钢丝,单根主缆拉力高达9万吨,足以吊起1.5艘满载的“辽宁”号航空母舰。

  今年5月,6套5G通信射屏无线装置在五峰山长江大桥南北两个输电铁塔架设完成。这是全国首次在跨江铁塔上建设部署移动、电信、联通三大通信运营商设备的5G共享基站。这不但能保证未来经过五峰山大桥的旅客5G信号会持续畅通,也为未来高精度智能巡检桥梁、在桥上实现无人驾驶汽车上路、交通状况车路协同提醒、雾天安全行驶智能诱导、桥梁段雨雪天气下自动加热除冰等交通新技术提供了可能性。

  逢山开路 遇水架桥

  他们的字典里没有“退缩”

  他们努力探索着未知

  把蓝图变成了坦途

  把不可能变成了可能

  为基建狂魔点赞!

  给超级工程加油!

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  内容来源丨根据科技日报、中国中铁等素材编辑

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