世界首座时速350公里公铁混层合建桥梁:昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥
世界首座时速350公里公铁混层合建桥梁:昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥
昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥是江西省一项重大基础设施建设项目,作为世界首座时速350公里的公铁混层合建桥梁,其独特的设计和技术创新在桥梁工程领域具有重要地位。
西支主桥效果图
项目名片
- 名称:昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥
- 建设状态:在建
- 地理位置:江西
- 主跨长度:320米
- 全长:706米
- 类型:公铁混层合建竖琴形索面箱桁组合梁斜拉桥
- 特点:世界首座时速350公里公铁混层合建桥梁、世界首座时速350公里竖琴形索面斜拉桥
- 建设单位:昌九城际铁路股份有限公司
- 设计单位:中铁第四勘察设计院集团有限公司
- 施工单位:中铁大桥局集团有限公司
- 监理单位:铁四院(湖北)工程监理咨询有限公司
大桥横跨赣江下游西支,采用(48+144+320+144+48)米竖琴形索面箱桁组合梁斜拉桥设计,全长706米。主梁采用上、下层均带大挑臂箱桁组合梁结构,桥塔采用带装饰性文字的曲线桥塔,全桥拉索统一角度呈竖琴形布置。
独特之处
多通道混层合建,交通组织复杂
桥梁上层为设计时速80公里城市快速路,下层为设计时速60公里城市主干道+设计时速350公里双线高速铁路,多功能共通道合建,最大限度地节约通道资源和工程投资。桥梁结构新颖,创多项世界记录
大桥成为世界公路车道数量最多、通行能力最大的公铁合建桥梁,也是世界最大跨度时速350公里公铁混层合建桥梁、世界首座时速350公里竖琴形索面斜拉桥,并首创了大挑臂公铁混层钢桁梁断面。施工条件差,制约因素多
桥址区为江豚栖息地,禁止水下爆破施工,河床覆盖层浅薄,承台深埋入岩层最大深度5米,岩层最大抗压强度约30兆帕,增加了围堰插打及基坑开挖难度;主梁节段长16米,高15.5米,重大重量达958吨,受到运输航道限高10米要求,节段运输难度高。350公里/小时高速铁路,运营安全要求高
铁路为无砟轨道时速350公里高速铁路,对桥梁结构刚度、徐变变形、温度变形、动力性能,高速列车行驶的安全性、平稳性,旅客乘坐舒适性等都有较高的要求。结构与景观协同设计,打造标志性建筑
桥塔设计吸收传统建筑牌坊与中国书法艺术,契合南昌历史文化名城的气质,以古体“昌”字作为主塔横梁结构,既代表昌大南疆,也意寓繁荣昌盛。不同于传统斜拉桥,大桥斜拉索呈竖琴状布置,平行的拉索让万乘之力均匀分布塔身,较以往的伞状更加简洁,平行的拉索犹如琴弦,寓意奏响江西中部崛起的盛世弦歌,结构受力和景观美学协同设计,打造赣鄱大地标志性建筑。
带文字装饰的曲线桥塔
创新之处
- 首次提出索桁共线竖琴形索面箱桁组合梁斜拉桥,结构新颖、造型美观,传力顺畅,受力合理,纵向、横向及竖向刚度大,梁端位移小,无砟轨道适应性好。
箱桁组合断面
- 首次提出上、下层均带大挑臂公铁混层钢桁梁断面,相比传统宽幅两主桁断面,取消了横联、附加竖杆构造,结构简洁;腹杆面外弯矩可减小2/3,且大大减少了梁端转角及梁端竖向位移;同时可实现公铁物理分离,降低公铁之间的行车干扰。
箱桁组合断面
首次在斜拉桥上采用纵向弹性约束体系,可实现温度作用下结构协同变形,减小主梁梁端纵向位移和塔底弯矩;取消阻尼器,可降低主桥支座体系后期维养工作量,节约工程造价。
桥梁下层搭载350公里/小时高铁和60公里/小时城市主干道,为降低两种交通方式之间的行车干扰,研发一种集防撞、防抛、防眩、降噪、防风一体的多功能安全隔离设施,确保公铁同层桥梁运营安全。
桥塔封顶
- 主桥主墩围堰采用锁口钢管桩围堰方案,运用旋挖钻机引孔、孔内换填细砂及高压旋喷注浆工艺相结合的技术,解决了浅覆盖层、高强度岩层锁口钢管桩围堰的插打、锚固及止水难题,避免传统水下爆破、扩孔施工,降低施工风险,保护了生态环境。
桥梁施工
- 在钢梁施工中,创新了一种步履机+滑块的钢梁顶推新工艺,利用不同介质间的摩擦系数差,实现了钢梁的平稳顶推;提出一种钢梁错层叠放、整体提升、再分层吊装的钢梁安装工法,解决运输航道限高10米的问题。
钢梁顶推
- 开展竖琴形箱桁组合梁斜拉桥智能建造技术研究,实现全桥施工动态化、智能化监测,同时利用智能化、信息化控制手段,将施工要素及工艺数字化,结合科学的“测”“算”“控”环节,将传统人工指挥模式转化为自动施工参数采集、自动化纠偏、自动化指令输出系统,保证施工安全性、高效性。
信息化平台
钢梁顶推智能化监测
社会经济意义
扬子洲赣江公铁大桥西支主桥是昌九高铁的关键控制性工程,昌九高铁全长138公里,设计时速350公里,是国家《中长期铁路网规划》“八纵八横”高铁主通道京港高铁的重要组成部分。建成后,将进一步释放客货运输能力,对江西省进一步对接融入粤港澳大湾区,助力实施长江经济带发展战略,推动沿线经济社会高质量发展具有重大意义。