主橋:可通五萬(wàn)噸級(jí)貨輪
泰州長(zhǎng)江大橋主橋長(zhǎng)約7公里,上游距潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋約66公里,下游距江陰長(zhǎng)江大橋約57公里,北接泰州市,南連鎮(zhèn)江和常州市。項(xiàng)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(yáng)中側(cè))為國(guó)土公園下游的平圩金城六隊(duì)。其中主橋長(zhǎng)約7公里,夾江橋長(zhǎng)約3公里,主橋于永安洲北部跨越長(zhǎng)江主航道至揚(yáng)中,夾江橋于揚(yáng)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(wàn)噸級(jí)巴拿馬散裝貨輪的通航需要。夾江橋設(shè)置兩個(gè)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(jí)地震進(jìn)行設(shè)防。大橋按橋址處基本風(fēng)速27.1米/秒進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)。在充分考慮通航凈空高度的同時(shí),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(zhǎng)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(guò)江通道,也是省委、省政府確定2007年內(nèi)開工建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目。這一重大項(xiàng)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(guó)家高速公路,對(duì)于完善國(guó)家、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)和江蘇高速公路網(wǎng),合理布設(shè)過(guò)江通道,增強(qiáng)長(zhǎng)江兩岸經(jīng)濟(jì)社會(huì)聯(lián)系,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。
橋址:多個(gè)方案優(yōu)選
2005年7月的《泰州公路過(guò)江通道預(yù)可行性研究報(bào)告》根據(jù)路線總體走向,在長(zhǎng)江揚(yáng)中河段長(zhǎng)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(guò)船港和八橋等五處過(guò)江通道方案。專家組重點(diǎn)對(duì)永安洲北、永安洲南及八橋三個(gè)過(guò)江通道方案進(jìn)行了比選。
經(jīng)過(guò)審查,專家組分析,永安洲北、永安洲南及八橋三個(gè)橋位方案在河勢(shì)、地質(zhì)、航運(yùn)、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(jià)相對(duì)較低,并最終選擇永安洲北橋位方案。
專家組認(rèn)為,從項(xiàng)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(duì)成熟,運(yùn)營(yíng)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(gè)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(jì):出自“名家之手”
2005年12月,中鐵大橋設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)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(zhǎng)江大橋的設(shè)計(jì)合同。
與長(zhǎng)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(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展空間,利用長(zhǎng)江航道,該橋設(shè)計(jì)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(zhǎng)江大橋出自中鐵大橋設(shè)計(jì)院,在建和在設(shè)的有15座。其中有許多大橋成為“世界級(jí)”橋梁:萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋?yàn)槟壳笆澜缟峡缍茸畲蟮幕炷凉皹?;白沙洲長(zhǎng)江大橋跨度名列斜拉橋世界第四位;蕪湖長(zhǎng)江大橋?yàn)槭澜缟系谝蛔Y(jié)合型鋼桁梁低塔斜拉橋;奉節(jié)長(zhǎng)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(guó)內(nèi)跨度最大的公鐵兩用斜拉橋;重慶朝天門長(zhǎng)江大橋系目前世界最大鋼桁拱橋;中國(guó)第一高速鐵路橋南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋以及泰州大橋等。
技術(shù):破多項(xiàng)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(jì)難度大,科研攻關(guān)任務(wù)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(guó)內(nèi)尚屬首次。經(jīng)過(guò)兩種材料、三種結(jié)構(gòu)形式以及相應(yīng)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(jì)為人字型來(lái)提高塔的剛度,剛?cè)峤Y(jié)合,從而達(dá)到中塔的最佳剛度。三是采用國(guó)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(zhǎng)58米,寬44米,布置有12個(gè)12.8×12.8米的井孔,整個(gè)沉井基礎(chǔ)將下沉到標(biāo)高-70米的深度。如此大的水中沉井基礎(chǔ)在國(guó)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(qiáng)鋼絲組成。主纜直徑達(dá)712毫米,每根主纜長(zhǎng)度達(dá)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(dāng)于1個(gè)半標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng),重量達(dá)260多噸。
跨度:全球無(wú)工程實(shí)例
技術(shù)人員介紹,大橋主橋?yàn)槿煽鐟宜鳂?,跨江橋梁雙主跨跨度都達(dá)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(zhǎng)江大橋與長(zhǎng)江上普遍采用的經(jīng)典雙塔懸索橋不同,千米級(jí)連跨懸索橋在國(guó)際上尚未有工程實(shí)例,其設(shè)計(jì)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(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展空間,更好地利用長(zhǎng)江航道,三塔兩跨式懸索橋型不但能適應(yīng)此處水文形勢(shì)的復(fù)雜變化,同時(shí)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(zhǎng)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(jì)一個(gè)主塔,形成兩大跨,留出兩個(gè)主航道。這種橋型不但能適應(yīng)江陰長(zhǎng)江大橋和潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋之間水文形勢(shì)的復(fù)雜變化,還能將投資規(guī)??刂圃谶m當(dāng)?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(yù)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(guó)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(jiàn)的有單跨和三跨(簡(jiǎn)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(zhǎng)江大橋、潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)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(fù)責(zé)建設(shè)管理的又一座特大跨徑橋梁。