5月31日，新建川南城際鐵路宜賓臨港長(zhǎng)江大橋順利合龍，這也是世界上首次在橋梁設(shè)計(jì)中將多線公路與高鐵放在同層，速度、跨度和寬度均為世界之最。
宜賓臨港長(zhǎng)江大橋全長(zhǎng)1742.1米，橋面寬63.9米，主跨522米。大橋中間為蓉昆、渝昆4線時(shí)速300公里高鐵，兩側(cè)為雙向6車道城市快速路，最外側(cè)為非機(jī)動(dòng)車道、人行道。
這座最快、最寬的公路高鐵平層橋是如何誕生的?
“最初設(shè)計(jì)方案是傳統(tǒng)的雙層鋼桁梁方案，四線鐵路在下層，六車道公路在上層。”中鐵二院川南城際鐵路宜賓臨港大橋設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人王亮說。
然而，由于宜賓臨港橋位于特殊地形，大橋前后的臨港站和宜賓站限制了高鐵橋面標(biāo)高，采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案工程造價(jià)及后期維護(hù)成本極高。
“公鐵平層設(shè)計(jì)，已有的先例是速度較慢的普速鐵路和公路，且線路少，設(shè)計(jì)六車道公路和四線高鐵同層橋，前所未有。”王亮說。
設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)近年來長(zhǎng)江上游地區(qū)科技發(fā)展成果進(jìn)行了充分調(diào)研，包括大型梁段加工制造、運(yùn)輸?shù)跹b、焊接技術(shù)水平、結(jié)構(gòu)變形控制技術(shù)等，交出了公路高鐵多線平層合建的設(shè)計(jì)方案。
“新方案減少了公路引橋長(zhǎng)度，將公路爬坡高度降低15米，不僅節(jié)約工程投資，而且最大程度實(shí)現(xiàn)了碳減排，推動(dòng)筑牢長(zhǎng)江上游生態(tài)屏障。同時(shí)大大降低橋梁維護(hù)的成本和難度，相較于雙層橋梁，油漆涂裝面積減小一半，且公路和鐵路檢修互不干擾。”王亮說。
公鐵平層布置后，橫向?qū)挾容^大，主梁的變形值難以滿足鐵路運(yùn)行。對(duì)這個(gè)問題，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)一改將斜拉索布置在主梁兩側(cè)的傳統(tǒng)方法，創(chuàng)新提出將一根拉索分成兩根拉索，布置在公路和高鐵之間，且單根斜拉索重量控制在26噸，既利用了公鐵之間的物理隔離空間，又解決了主梁橫向變形問題，保證了鐵路的安全運(yùn)營(yíng)，還方便了斜拉索制造、運(yùn)輸、安裝。
四線高鐵和六車道高速公路，大橋承載的荷載巨大。“若采用傳統(tǒng)的固定+活動(dòng)約束體系，結(jié)構(gòu)在地震作用下將產(chǎn)生較大內(nèi)力，而若采用半漂浮體系，在列車走行、制動(dòng)等工況下，大橋又會(huì)產(chǎn)生較大的縱向位移。”王亮說，新設(shè)計(jì)方案采用了可剪斷半固定的結(jié)構(gòu)體系，讓不同構(gòu)件在不同時(shí)期發(fā)揮作用，在運(yùn)營(yíng)期為固定支座發(fā)揮縱向約束作用，當(dāng)發(fā)生較大地震時(shí)，固定支座剪斷，阻尼器發(fā)揮作用，大幅減少地震力對(duì)橋塔的影響。
公路、高鐵、非機(jī)動(dòng)道、人行道同層，如何解決眩光、拋物、噪音、氣動(dòng)沖擊等方面帶來的嚴(yán)重干擾?“設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)首次提出了一種防眩、降噪、減輕氣動(dòng)沖擊的公鐵并行段綜合防護(hù)措施，并開展相關(guān)理論研究、建模計(jì)算和模擬試驗(yàn)，研究出一種公鐵并行段綜合防護(hù)屏障，該技術(shù)屬全國(guó)首例，成功授權(quán)公鐵并行段防護(hù)裝置的施工方法等多項(xiàng)發(fā)明專利。”王亮說。(矯陽(yáng) 魏依晨)
關(guān)鍵詞： 宜賓臨港長(zhǎng)江大橋 川南城際鐵路 公路高鐵平層橋 雙層鋼桁梁
