主橋:可通五萬噸級貨輪
泰州長江大橋主橋長約7公里,上游距潤揚長江大橋約66公里,下游距江陰長江大橋約57公里,北接泰州市,南連鎮(zhèn)江和常州市。項目采用泰州永安洲北橋位方案,橋址位于永安洲北、南官河口下游約4公里處,北岸(泰州側(cè))為小四圩港上游的新二圩;南岸(鎮(zhèn)江揚中側(cè))為國土公園下游的平圩金城六隊。其中主橋長約7公里,夾江橋長約3公里,主橋于永安洲北部跨越長江主航道至揚中,夾江橋于揚中南跨越夾江。大橋主橋是一座橋跨布置為390+1080+1080+390米的三塔雙跨懸索橋,橋面寬33米,跨江主橋主通航孔單孔雙向通航,通航凈空高度不小于50米,凈寬不小于760米,能滿足5萬噸級巴拿馬散裝貨輪的通航需要。夾江橋設(shè)置兩個通航孔,通航凈高不小于18米,凈寬不小于100米。主橋按里氏7級地震進行設(shè)防。大橋按橋址處基本風速27.1米/秒進行抗風設(shè)計。在充分考慮通航凈空高度的同時,跨江主橋中塔墩可防11900噸的船撞力,近岸邊塔可防1200噸的船撞力。
大橋是我省規(guī)劃的“五縱九橫五聯(lián)”高速公路網(wǎng)和交通部組織編制的《長江三角洲地區(qū)現(xiàn)代化公路水路交通規(guī)劃綱要》中的重要過江通道,也是省委、省政府確定2007年內(nèi)開工建設(shè)的重點項目。這一重大項目建成后,將直接連接北京至上海、上海至西安、上海至成都三條國家高速公路,對于完善國家、長江三角洲地區(qū)和江蘇高速公路網(wǎng),合理布設(shè)過江通道,增強長江兩岸經(jīng)濟社會聯(lián)系,促進區(qū)域經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。
橋址:多個方案優(yōu)選
2005年7月的《泰州公路過江通道預可行性研究報告》根據(jù)路線總體走向,在長江揚中河段長約30公里范圍內(nèi)自上而下提出了高港、永安洲北、永安洲南、過船港和八橋等五處過江通道方案。專家組重點對永安洲北、永安洲南及八橋三個過江通道方案進行了比選。
經(jīng)過審查,專家組分析,永安洲北、永安洲南及八橋三個橋位方案在河勢、地質(zhì)、航運、環(huán)境等建設(shè)條件方面均適宜建橋,但永安洲北橋位與城市規(guī)劃、岸線利用規(guī)劃協(xié)調(diào)性較好,建設(shè)規(guī)模和工程造價相對較低,并最終選擇永安洲北橋位方案。
專家組認為,從項目的建設(shè)條件看,橋梁方案和隧道方案技術(shù)上均可行。而橋梁方案不存在港口、航空限高、通航、拆遷、軍事設(shè)施等控制性條件,且建橋技術(shù)相對成熟,運營期成本低。因此,推薦采用橋梁方案,并在主跨980米的雙塔斜拉橋、主跨1350米的三跨懸索橋、主跨2×1060米三塔懸索橋三個橋型方案中,推薦主跨2×1060米的三塔懸索橋方案。最后確定采用390+1080+1080+390米的橋跨布置。
設(shè)計:出自“名家之手”
2005年12月,中鐵大橋設(shè)計院設(shè)計出世界最大跨度的三塔兩跨超千米懸索橋方案,成功奪得泰州長江大橋的設(shè)計合同。
與長江上普遍采用的經(jīng)典雙塔懸索橋不同,為最大限度地減少建橋?qū)Ψ泵降赖挠绊?,并為橋下水域提供長遠的發(fā)展空間,利用長江航道,該橋設(shè)計采用了三塔兩跨式懸索橋型。據(jù)了解,到目前為止,有40余座長江大橋出自中鐵大橋設(shè)計院,在建和在設(shè)的有15座。其中有許多大橋成為“世界級”橋梁:萬縣長江大橋為目前世界上跨度最大的混凝土拱橋;白沙洲長江大橋跨度名列斜拉橋世界第四位;蕪湖長江大橋為世界上第一座結(jié)合型鋼桁梁低塔斜拉橋;奉節(jié)長江大橋斜拉橋主跨460米,位于同類型橋梁世界第四;武漢天興洲公鐵兩用大橋是世界載量最大、國內(nèi)跨度最大的公鐵兩用斜拉橋;重慶朝天門長江大橋系目前世界最大鋼桁拱橋;中國第一高速鐵路橋南京大勝關(guān)長江大橋以及泰州大橋等。
技術(shù):破多項科研難題
一是跨江主橋系特大跨徑三塔兩主跨懸索橋,其結(jié)構(gòu)體系為世界橋梁技術(shù)前沿的突破性創(chuàng)新。設(shè)計難度大,科研攻關(guān)任務重。二是中塔采用縱向人字型、橫向門式框架型鋼塔,其大節(jié)段制造和安裝技術(shù)的使用在國內(nèi)尚屬首次。經(jīng)過兩種材料、三種結(jié)構(gòu)形式以及相應的多種組合的比選論證,最終選擇了有一定柔韌度的鋼塔,并將塔型縱向設(shè)計為人字型來提高塔的剛度,剛?cè)峤Y(jié)合,從而達到中塔的最佳剛度。三是采用國內(nèi)規(guī)模最大的水中沉井基礎(chǔ)。泰州大橋中主塔采用水中沉井基礎(chǔ)。沉井平面尺寸為長58米,寬44米,布置有12個12.8×12.8米的井孔,整個沉井基礎(chǔ)將下沉到標高-70米的深度。如此大的水中沉井基礎(chǔ)在國內(nèi)尚屬空前。四是上部結(jié)構(gòu)主纜架設(shè)、鋼箱梁吊裝和中塔鞍座安裝等施工控制難度增大。大橋的每根主纜由169根索股組成,每根索股由91根直徑為5.2毫米的鍍鋅高強鋼絲組成。主纜直徑達712毫米,每根主纜長度達到3109米。若將每根鋼絲首尾相連,可以繞地球赤道2圈。橋面由136節(jié)鋼箱梁組成,每節(jié)鋼箱梁的高度為3.5米,寬度為39.1米,一節(jié)面積相當于1個半標準籃球場,重量達260多噸。
跨度:全球無工程實例
技術(shù)人員介紹,大橋主橋為三塔兩跨懸索橋,跨江橋梁雙主跨跨度都達1080米,一經(jīng)建成,就是世界上第一座連續(xù)雙主跨超千米的懸索橋。
目前全世界建成的懸索橋中,多以雙塔結(jié)構(gòu)為主,泰州長江大橋與長江上普遍采用的經(jīng)典雙塔懸索橋不同,千米級連跨懸索橋在國際上尚未有工程實例,其設(shè)計技術(shù)難度大,科技含量高。為最大限度地減少建橋?qū)Ψ泵降赖挠绊?,并為橋下水域提供長遠的發(fā)展空間,更好地利用長江航道,三塔兩跨式懸索橋型不但能適應此處水文形勢的復雜變化,同時綜合考慮了附近區(qū)域碼頭、道路以及城市規(guī)劃等因素,也為解決長江上建橋與利用航道矛盾的解決提供了新的思路。
據(jù)了解,三塔兩跨式懸索橋型,即只在水中設(shè)計一個主塔,形成兩大跨,留出兩個主航道。這種橋型不但能適應江陰長江大橋和潤揚長江大橋之間水文形勢的復雜變化,還能將投資規(guī)??刂圃谶m當?shù)姆秶鷥?nèi),能減少主橋成本30%至40%。
“橋梁皇后”懸索橋
懸索橋也叫吊橋,是目前跨越能力最大的一種橋型,也是特大跨徑橋梁的主要形式之一,因其優(yōu)美的造型和宏偉的規(guī)模,常被人們譽為“橋梁皇后”,大渡河上的瀘定橋就是懸索橋。而現(xiàn)代意義上的懸索橋從1883年美國建成布魯克林橋(主跨486米)開始,至今已有120年的歷史。一般而言,懸索橋是以懸索(主纜)、塔和錨碇為承載結(jié)構(gòu)的橋梁,常見的有單跨和三跨(簡支或連續(xù))兩種結(jié)構(gòu)形式。泰州大橋是繼我省成功建設(shè)江陰長江大橋、潤揚長江大橋之后,建設(shè)的又一座特大跨徑懸索橋梁,也是省大橋指揮部負責建設(shè)管理的又一座特大跨徑橋梁。