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從無到有的突破:中國建成“世界第一陸地沉井”
11月10日11時,中鐵城際小編收到最新消息,經(jīng)過近兩年晝夜奮戰(zhàn),連(云港)鎮(zhèn)(江)鐵路五峰山長江特大橋建設(shè)取得重大突破,世界上最大陸地深沉井——連(云港)鎮(zhèn)(江)鐵路五峰山長江特大橋北錨錠超大沉井實現(xiàn)成功下沉到位。這標(biāo)志著五峰山長江特大橋關(guān)鍵控制性節(jié)點按期順利完成,成為中國跨江公鐵特大橋建設(shè)史上又一重要里程碑。
名副其實的“世界第一井”
五峰山長江特大橋位于泰州長江大橋和潤揚長江大橋之間,其北岸位于鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)高橋鎮(zhèn),南岸位于鎮(zhèn)江新區(qū)五峰山腳下,是連鎮(zhèn)鐵路和京滬高速公路南延的關(guān)鍵控制性工程。大橋全長6409米,其中主跨為1092米,采用單跨懸吊鋼桁梁懸索結(jié)構(gòu),上層為8車道高速公路,設(shè)計速度每小時100公里;下層為4線高速鐵路,設(shè)計速度每小時250公里。
這座特大橋是中國第一座公鐵兩用懸索橋、世界首座高速鐵路懸索橋,航道不設(shè)橋墩,一跨過江,按照一線鐵路載荷相當(dāng)于6車道高速公路推算,新建的特大橋相當(dāng)于32車道的高速公路橋,要挑起這一重?fù)?dān),要求沉井有足夠大的體量,才能保證整個大橋的穩(wěn)定和行車安全。
因此,北錨錠沉井體量巨大,下沉施工是連鎮(zhèn)鐵路建設(shè)的重大難點之一。從現(xiàn)場看,五峰山長江特大橋北錨碇沉井長100.7米、寬72.1米、高56米,面積比足球場還大,建成后的北錨碇重量達(dá)133萬噸,相當(dāng)于186座法國巴黎埃菲爾鐵塔重量,相當(dāng)于13艘世界上最大航空母艦滿載排水量之和,不論從體積還是重量都是名副其實的“世界第一井”。
“按照施工組織安排,五峰山長江特大橋北錨碇沉井分10次澆筑混凝土,分三階段下沉到位。”據(jù)南京鐵路樞紐指揮部技術(shù)人員介紹,由于尺寸巨大,在下沉過程中沉井結(jié)構(gòu)的剛度就會變得很小,如同一塊“海綿床墊”,下沉施工的難度和風(fēng)險巨大。
從無到有的突破
建設(shè)五峰山這座世界級首座大跨度重載高速鐵路兩用懸索橋,國際上沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可供借鑒,而超大沉井下沉施工也無先例,建設(shè)者利用最新科技成果,結(jié)合以往經(jīng)驗,邊科研邊實踐,攻克多項施工難題。
為建設(shè)經(jīng)得起社會檢驗、歷史檢驗的精品工程,上海鐵路局會同設(shè)計、施工、監(jiān)理等單位,加強施工組織,推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化管理,強化現(xiàn)場控制,對施工進(jìn)行動態(tài)檢查監(jiān)控,及時溝通信息,協(xié)調(diào)解決問題,不斷創(chuàng)新工藝工法,優(yōu)化施工方案,加快推進(jìn)優(yōu)質(zhì)工程建設(shè),確保施工質(zhì)量和安全。
針對地質(zhì)條件復(fù)雜、首次下沉沉井結(jié)構(gòu)剛度弱的特點,廣大建設(shè)者在總結(jié)已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,經(jīng)過反復(fù)的研究和嘗試,采取“十字槽開挖下沉法”,通過對刃腳開槽寬度的控制,控制下沉速度;聯(lián)合多家智囊團(tuán)隊研發(fā)了五峰山長江大橋北錨碇信息化施工監(jiān)測平臺,將實景建模和監(jiān)控數(shù)據(jù)相融合指導(dǎo)后續(xù)施工,探索出數(shù)字化下沉技術(shù);大橋沉井采用空氣幕技術(shù),減少下沉阻力,調(diào)節(jié)下沉的偏位,確保了五峰山大橋沉井下沉平面誤差控制在10厘米以內(nèi),遠(yuǎn)小于允許誤差值50厘米。沉井下沉首次應(yīng)用三維聲吶探測立體成像技術(shù),這是三維聲吶立體成像在沉井下沉中首次成功應(yīng)用。多種創(chuàng)新技術(shù)方案和工藝工法的有效實施,實現(xiàn)了龐然大物安全平穩(wěn)下沉56米至設(shè)計標(biāo)高,精準(zhǔn)到位,成功解決了超大型沉井施工的世界級難題,為我國特大橋梁沉井施工積累了經(jīng)驗。
高鐵建設(shè)離不開新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)的支撐,大跨徑橋梁是滿足上走高鐵、公路,下通巨輪的條件,而沉井則是大跨徑橋梁最理想的基礎(chǔ)。五峰山長江特大橋超大沉井成功下沉到位,打造了中國橋梁“航母”建設(shè)升級版,為中國高鐵走向世界將起到有力的支撐。
連鎮(zhèn)鐵路是國家快速鐵路網(wǎng)的重要組成部分和長三角城市群區(qū)域快速鐵路的骨干線路,是江蘇省連接蘇北、蘇中、蘇南地區(qū)的南北縱向主通道,具有京滬高鐵輔助通道的重要功能,在國家鐵路網(wǎng)和江蘇省綜合運輸體系中具有重要地位。這條鐵路全長304.5公里,設(shè)計時速250公里,主要承擔(dān)區(qū)域內(nèi)南北方向客運任務(wù)。該鐵路2015年9月全線正式開工建設(shè),預(yù)計2020年8月全線建成,通車后將大大縮短江蘇城市群間的時空距離。
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