广州南沙明珠湾大桥主桥合龙 创“三主桁钢桁拱双层桥”最大跨度世界纪录
科技日报 2021-02-04 07:40

粤港澳大湾区建设再传新消息。2月3日上午,广州南沙明珠湾大桥主桥合龙。作为粤港澳大湾区又一个核心地标性建筑,大桥成功创下“三主桁钢桁拱双层桥”最大跨度世界纪录,主跨达到436米。

什么是“三片桁架结构组成的拱桥”?明珠湾大桥为啥要设计成这个结构?

所谓“三片桁架结构组成的拱桥”,就是把大桥分成两层。“上层是双向8车道,下层是预留公交车道。”中国铁建大桥局明珠湾大桥工程指挥部总工程师赵健说,广州南沙明珠湾大桥位于广州市南沙区,横跨龙穴河南水道,接近入海口。大桥全长9.1公里,主桥长2.64公里,是广州城市副中心南沙区规划的重要跨江通道。

对龙穴河南水道,广州市政府规划了“一桥一景”,河上已建成的桥梁造型各异,丰富多彩。“从海上入龙穴河南水道,南沙明珠湾大桥是看到的第一桥,采用什么样的桥型意义不同。”赵健告诉记者,为这个第一桥,广州市政府相关部门专门进行了一次国际桥型大赛,共收到来自世界各地共几十种方案,最后选择了第一名方案,即“三片桁架结构组成的拱桥”。

“相比传统的两主桁结构,三主桁钢桁拱桥可做到桥面更宽,结构更稳定。设计双层桥的目的是预测未来可能通车量大,所以下层预留了行车道。”赵健说。

我国已建成的“三片桁架结构组成的拱桥”最大跨是多少?跨度增加后有什么难度?需要进行哪些创新?

“南京大胜关长江大桥是目前建成的世界最大跨度三主桁钢桁拱桥,主跨336米。”赵健说,跨度的增加意味着桥梁悬臂重量增大,头重脚轻,就像跷跷板一样,导致施工难度增大,特别在配重和抗台风、拼装精度与工期等方面都受影响。

南沙区靠近大海,年平均登陆三次台风,最高可达十五六级。“三主桁钢桁拱结构,钢梁架设施工工艺复杂,技术含量高,施工难度大,每年要经历两至三个月的台风期,结构抗台风安全风险高。”赵健说,为做好台风期架梁的安全质量控制,项目与湖南大学陈政清院士团队共同攻关,先后开展了施工阶段渡台、抗台方案研究、风洞试验,对大桥施工的安全性进行全面评估,为台风期钢梁架设提供了坚实的技术保障和数据支持。其中大桥临时扣塔拉索拼装施工工艺风洞试验,令大桥在12级以上台风“考验”下做到“纹丝不动”。

跨度增加,还加大了每个桥梁支座的承重。“南沙明珠湾大桥单个桥梁的支座,需承受的重量达12000吨,抗震标准提高了30%,这也是国内首创。”赵健说,为保证正常通航,建设采用临时建斜拉桥主塔的方式,对拱桥受力进行靠挂。

赵健介绍说,这座目前最大跨度的“三主桁钢桁拱双层桥”施工设计采用了拱梁同步、3D扫描和抗台风等多项新技术。项目已申报国家专利30余项、国外专利3项以及20余项发明专利及科研成果。三主桁中承式钢桁拱桥超大悬臂施工、中跨合龙口多点同步近似合龙等多项关键技术达到世界领先水平。

据悉,明珠湾大桥主桥合龙后,将进入桥面板安装等桥面系施工阶段,计划今年7月实现主线拉通。大桥建成通车后,将助力广州南沙区打造功能完善的滨海新城,成为广州面向粤港澳大湾区的重要门户。

文/矫阳

编辑/倪家宁

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