在全長達1318公里的京滬高鐵線路上,南京大勝關長江大橋,無疑是其中最為重要的一個控制性工程。這個“個頭大、跨度大、荷載大、速度高”的“大塊頭”,創造了多項世界第一。它不僅將京滬高鐵完整串連在一起,也大大減輕了南京長江大橋的運輸壓力,為從長三角向西行的列車打開了一條大通道。憑借卓越的品質,大膽的創新,南京大勝關長江大橋也翻開了中國鐵路大橋建設嶄新一頁!
案例概況:
案 例 名:南京大勝關長江大橋
投資總額:工程總投資約46億元
建設規模:主橋按照6線即京滬高速雙線、瀘漢蓉雙線和南京地鐵雙線設計,最大跨度336米,最大荷載1.7萬噸,設計時速高達每小時300公里。
案例建設:中鐵大橋局、中鐵九橋有限公司、大勝關橋二公司等
案例進展:2006年8月4日開工建設,2011年1月11日通車
長江天塹上的“大塊頭”
南京大勝關長江大橋,位于南京長江大橋上游20km處,是京滬高速鐵路全線的控制性工程,也是滬漢蓉鐵路和新建南京鐵路樞紐的重要組成部分,同時搭載南京市雙線地鐵過江。
大勝關長江大橋全長9273m,北引橋全長5599m,北岸合建區段引橋全長1202.4m,水域合建區段主橋全長1615.0m,南岸合建區段引橋全長856.6m,合建區段總長3674m。大橋主橋為兩聯(84+84)m連續鋼桁梁,接六跨(108+192+336+336+192+108)m連續鋼桁拱橋,通航凈高32m,萬噸級巨輪也可以輕易從橋下穿過。
2006年8月4日,項目正式開工建設,歷經近五年的緊張建設,2011年1月11日南京大勝關長江大橋建成通車。
建成后的大勝關大橋“個頭”特別大,是世界首座六線鐵路大橋,一個橋墩就相當于7個籃球場。據中國中鐵大橋局大勝關大橋項目經理文武松介紹,這座大橋鋼梁總量達到了8.2萬噸,相當于兩個“鳥巢”,混凝土總量達到了122萬立方米,是南京長江一橋、二橋、三橋的總和。
為了滿足長江航運遠期發展要求,大勝長江大橋主橋采用了(108+192+336+336+192+108)m六跨連續鋼桁拱橋結構(其中大橋主跨336m)聯長跨度大,是世界上設計時速300km級別中最大跨度的高速鐵路橋梁。
尤令人稱道的是,由于創造性地采用八邊形截面拱橋吊桿,大勝長江大橋能抗八級風震,比常規設計提高了一大步。
如今,南京大勝關長江大橋不僅成為了我國第一條高速鐵路——京滬高速鐵路跨越長江的主要通道,也是滬漢蓉快速鐵路越江的重要通道,同時將成為貫通南京長江兩岸軌道交通的必要通道。
更為重要的是,南京大勝關長江大橋也是連接環渤海和長江三角洲兩大經濟地區快捷的交通紐帶,它的建成通車對我國東部地區與中西部地區的經濟發展正發揮著越來越重要的作用。
四個世界第一是這樣“煉成”的
2009年09月28日,京滬高速鐵路控制性工程——南京大勝關長江大橋的最后一根桿件迅速吊裝安裝到位,自動電焊機在最后一塊橋面板合龍口迅速完成焊接施工,至此大橋順利實現合龍,該橋以“四個世界第一”再次成為了中國橋梁建設史上新的里程碑。
據施工方中鐵大橋局集團公司總經理劉自明介紹,南京大勝關長江大橋具有體量大、跨度大、荷載大、速度高“三大一高”的顯著特點,創造了四項“世界第一”。
大勝關長江是世界首座六線鐵路大橋,鋼結構總量高達三十六萬噸,混凝土總量達到了一百二十二萬立方米。主跨三百三十六米,雙跨連拱為世界同類橋梁最大跨度,為世界同類級別跨度最大的高速鐵路大橋,能夠確保萬噸級船舶順利過江。
除去“世界首座多線軌道交通橋”的桂冠,大勝關長江大橋還創下了多項世界殊榮。要滿足3種軌道交通需求,橋梁的整體受力要求非常高,大勝關長江大橋采用了世界首創的3片主桁的桁架拱橋新結構。從外觀上看,大橋由3個主橋墩在湍急的江水中撐起巨大的身軀,兩架組合鋼拱架組成優美的“M”形,與“一”字形橋面一起,把水天一色映襯無遺。
大勝關長江大橋還是世界上設計荷載最大的高速鐵路橋梁,其主橋墩承臺長76米,寬34米,厚6米,巨大的承臺下面連著46根120米長的樁,根根直伸到水下的巖石中,共同支撐起萬噸以上的荷載。從側面看,主橋共有11個橋墩,雙孔通航,3個主橋墩間的最大跨度達到336米,成為設計時速300公里級別中跨度最大的高速鐵路橋梁。
為支持南京大勝關長江大橋的多個“第一”,中國鐵路大橋人從一開始就遇到了很多施工難題,如中國最大的主墩深水基礎雙壁鋼吊箱圍堰如何整體制造、下河、浮運施工,鋼圍堰在水深流急、漲落潮差中如何精確定位,水上大型浮吊安裝主橋墩頂鋼梁如何精度要求和對位,六跨連續鋼桁拱架設中懸臂長、合龍口多、桿件吊重大、安裝精度高,鋼梁大懸臂拼裝施工、合龍桿件數量多、精度控制高等世界級難題。
面對這一道“考題”,大橋建設者堅持科技創新,大膽實踐,根據建設需要首次采用了Q420qE級高強度、高韌性與良好焊接性能的新型鋼材,主橋鋼梁首次采用了正交異性鋼橋面板,研制使用了四百噸全回轉浮吊、大扭矩鉆機、七十噸變坡爬行架梁吊機和高七十余米、重兩千余噸的三層吊索塔架等大量新材料、新結構、新設備、新工藝。
主拱肋鋼梁(拱桁)是大勝關橋上部結構制約性工程,它桿件構造復雜、桿件單件重量大、平面平聯高差大、制造精度要求高。針對這些巨大的技術難點,中鐵九橋有限公司對幾何尺寸精度和焊接質量都進行了嚴格的控制,同時精心組織生產,合理安排人員現場施工,匯集眾多技術高、能力強的技術人員參與設計和現場施工,從而確保了工程的順利進行。
繪就“中國造橋速度”新藍圖
南京長江大橋修了10年時間,大勝關大橋用了3年。前世界橋梁協會主席參觀稱:中國的橋梁建設、特別是大跨度橋梁的建設水平已躍居世界前列。
南京大勝關長江大橋在高速鐵路大跨度橋梁中創造的體量大、跨度大、荷載大、速度高4項世界高速鐵路橋梁之最是世界同類橋梁無法匹敵的。德國有名的南藤巴赫橋,其跨度為208米,設計時速僅為250公里。
前世界橋梁協會主席、東京大學名譽教授伊藤學等9名橋梁專家到大勝關長江大橋參觀后,對大橋的下部基礎結構和鋼梁架設工藝表示欽佩。他說,目前中國的橋梁建設規模、技術水平,特別是大跨度橋梁的建設水平已躍居世界前列。相信中國橋梁界的同仁會創造出更多的工程奇跡,希望全世界的橋梁同仁們都能有機會到中國、到大勝關來看一看,領略中國橋梁建設成就,切磋技藝,共同促進世界橋梁技術的發展。
“過去,全世界規模最大的工程工地在美國;而現在它在中國。大勝關大橋的建設說明了一切。”德國的國外總咨詢師馬丁,站在他已工作了三年之久的大勝關橋下感嘆:“在歐洲,類似大勝關大橋這樣大規模、高難度的高速鐵路橋建設工程幾乎沒有,因此在這里工作是一次寶貴的學習和實踐的機會。”
“一橋飛架南北,天塹變通途。”毛澤東大氣魄的詩句,定格了橋梁特別是鐵路橋梁在人們心目中的宏偉印象。當南京大勝關長江大橋向世人揭開神秘面紗的一刻,新中國成立以來最大的鐵路建設項目在此譜寫下輝煌樂章。
著名橋梁專家茅以升在《橋梁遠景圖》中憧憬:“將來的橋一定造得很美。一座橋會安排得為大地生色,為江山添嬌。”如今,茅老的憧憬在以南京大勝關大橋為代表的我國高速鐵路橋梁建設中,成為生動的現實——跨江越河,繪就“中國速度”的新藍圖。
伴隨著世界一流水平高速鐵路在神州大地延伸,承載著高速運行的時代列車,南京大勝關長江大橋作為新材料、新結構、新設備、新工藝的化身,標志著中國高速鐵路橋梁設計、建造技術達到世界先進水平。