南京文化日历 | “世界第一跨”苏通大桥展雄姿

发布时间:2018-07-26

2004年7月27日,世界最大的群桩基础——苏通大桥北主塔桩基工程顺利完成。

在中国高速公路规划图上,有一条纵贯东部沿海的交通大动脉,这就是沈阳至海口的高速公路。而苏通长江大桥,就在这条高速公路跨越长江的节点上。

苏通大桥地处华东路网咽喉。苏通大桥的建成,使南通自北岸跨越长江的时间从1小时缩短到5分钟,上海一小时经济圈的半径被再次扩大,江苏沿海经济发展犹如强弓满弦,长三角一体化的新动力正蓄势待发。

创新支撑的桥梁工程

2006年11月,“苏通大桥建设关键技术研究”被科技部批准立项,成为国家科技支撑计划的第一个桥梁工程项目。

按照设计要求,主塔墩能够承受5万吨大型船舶的撞击,而在设计主塔墩承台钢套箱时,设计人员产生了一个新奇的构想:在主塔墩完工后,不再拆除这个庞然大物,既能防撞又能有效消解撞击力,减少船舶受损。经过反复计算认证,专家顾问组支持了这个新方案。设计人员又用大量袋装砂、级配碎石和镇压块石,给河床披上近10万平方米的防冲刷“铠甲”。经两年长江大汛、天文大潮的检验,“铠甲”无损,河床如初,避免了深坑冲刷,在国内首次成功实现了桥基河床永久性防护。

北塔基础施工平台上,流传着这样一道算式:131-1=0,就是说,131根桩中只要有1根桩不是I类桩,桩基质量就等于“0”。当初,在搭设基础试桩施工平台时,12根长60米,直径为1.4米的钢管桩打入江中,却被湍急的江水瞬间拦腰折断吞没。试桩失败“逼”着大桥建设者去创新攻关,新的桩基引导装置就像一个张开嘴的环形限制圈,钢护筒进去之后,把“嘴”一收,精度大大提高。131根直径2.8米、长120米、重60余吨的桩基,每根精度至少在1/400以上,即每400米垂直偏差只有1米,而国家标准是1/100。在软土上如此精准地打下群桩,建起一个半个足球场大的施工平台,被喻为“豆腐上插牢了筷子”,让世界桥梁建筑界为之惊叹,N-1=0的优化公式也由此传开。

干工程偏爱晴天,然而,由于阳面和阴面存在着温差,会使塔身产生4至5厘米的摆动,人们称之为“背日葵”现象。再加上风的影响,塔顶顶端最大摆幅可达1米。为了及时校正,建设者们在塔身安装了200多块光学棱镜,随时观测数据。同时,桥塔每升高20米,就利用全球定位系统校验一次,使垂直误差始终控制在7毫米之内。这一方法使得原先在夜间进行的测量可以白天进行,大大缩短了施工周期。

苏通大桥已攻克了千米级斜拉桥结构与技术、超大群桩设计与施工技术、桥墩防船撞技术、超大群桩基础冲刷防护技术、300米超高塔等多项世界级技术难题,形成了千米斜拉桥建设核心技术群;已完成22项工法编制,9项通过评审,其中6项已经颁布为国家级工法,被推广应用。

创下四项世界纪录

在长三角区域中,南通和苏州与上海的直线距离几乎相等,构成了一个等腰三角形。上世纪70年代,南通和苏州两市的经济总量比为1∶1.09,但90年代以后,差距被迅速拉开到近一倍。究其原因,南通“难通”是重要制约。

岂止是南通?随着连云港、盐城、南通经济带乃至环渤海湾经济带的发展,经南通过江来往上海和杭嘉湖的车辆日益增多,2000年已达1.3万辆,接近南通四个汽车摆渡码头的营运能力。当进入经济全球化时代,经济发展和快速交通的关系越来越密切,时代呼唤在南通和苏州之间的江面上架桥!

然而,这一带江面复杂的自然条件是世界建桥史上少有的:一年中风力达6级以上有179天;降雨天数超过120天;江面宽阔,水深流急,主塔墩处水深达30米;通航密度高,日均通过船只近3000艘,高峰时期达6000艘。

山高人为峰,江阔桥更长。苏通大桥全长32.4公里,其中跨江大桥长8146米,双向6车道,设计日通车7万辆,创下了四项桥梁世界纪录:主跨1088米、基深120米、塔高300.4米、索长577米。仅就“主跨”而言,此前世界纪录是日本多多罗大桥,主跨890米;中国纪录是南京长江三桥,主跨648米。

苏通大桥是当今世界上最大跨度的斜拉桥,是中国迈向世界桥梁强国的标志性桥梁。2008年3月,苏通大桥还被国际桥梁大会授予该协会的最高荣誉“乔治·理查德森大奖”,成为国际桥梁技术发展史上具有里程碑意义的工程,也成为万里长江的一个地标。