沪苏通铁路今日通车,设计、施工展现“武汉力量”

来源:长江网

  7月1日,上海至苏州至南通铁路(以下简称沪苏通铁路)正式开通运营。上海到南通最快时间从原来的3小时30分压缩至1小时06分。作为国家“八纵八横”高铁网沿海通道,铁四院、中铁大桥院、中铁大桥局、中交二航局等多家在汉央企参与这条铁路的设计、建设,处处彰显“武汉力量”。

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  沪苏通长江公铁大桥。通讯员李骄阳 摄

  规划设计历时25年,历经“货运铁路—客货共线—高铁”变化

  一条铁路规划设计的时间有多长?作为沪苏通铁路的总体设计,铁四院花了整整25年:13年规划研究、6年勘察设计、6年配合施工。通过多项技术创新,解决了项目衔接关系复杂、邻近营运线施工线路长、工点多、施工过渡艰难频繁等难题。

  沪苏通铁路是国家“八纵八横”高铁网沿海通道,也是京沪第二通道的重要组成部分,北起江苏省南通市,经南通市通州区,向南跨越长江,经江苏省苏州市的张家港、常熟、太仓市,终到上海市嘉定区,全长143公里,设计时速200公里。全线设9个车站。

  如今,南通至上海间铁路出行不再需要绕道南京中转,铁路出行最短时间压缩到1小时左右。铁四院沪苏通铁路总体设计负责人张干梅认为,横向看,沪苏通铁路终结了长江江苏段只能在南京铁路过江的历史,纵向看,打通了上海前往苏中苏北腹地的路径。

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  沪苏通铁路线路走向示意图。

  张干梅介绍,20世纪90年代规划的镇南铁路是沪苏通铁路的前身,当时规划的是货运铁路。2006年预可研究时推荐采用客货共线方案,速度目标值推荐160公里/小时,预留200公里/小时条件。在后续的可行性研究中,速度目标值最终推荐采用200公里/小时。

  在设计建设时,提出了“站城融合”全新的设计建造理念,同时实施铁路沿线可绿化区域、环境整治、历史文化景观融合“三个全覆盖”。

  沿线站房立面结合地方传统文化元素,通过内、外装修体现张家港“永立潮头”,常熟“七溪通海”,太仓“天下粮仓”的文化特色。

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  沪苏通铁路张家港站。通讯员徐万涛 摄

  世界公铁斜拉桥完全进入中国时代

  沪苏通铁路还诞生了一项“世界之最”,作为铁路跨越长江的重要控制性工程,沪苏通长江公铁大桥是世界首座超过千米跨度的公铁两用桥梁。这座桥,全长11.072公里,由主航道桥、专用航道桥、联络桥和南、北引桥组成,其中主航道桥跨径1092米。

  从航拍图上看,沪苏通长江公铁大桥是一座弯曲的桥。长江上少有弯桥,中铁大桥勘测设计院沪苏通长江公铁大桥设计项目负责人张燕飞解释,这是由当地的水文条件决定的,大桥跨越的这一段长江被江中沙洲分成两个航道,两个航道的水流方向存在约25度的角度差,而行船在通过航道时应尽量与桥身垂直,因而主航道桥和专用航道桥就不在一条直线上,出现了弯曲。“对于我们设计桥梁的人来说,觉得很正常,弯桥没有太大的施工难度,只要桥梁的弧度满足公路、铁路的相关标准要求,不会影响桥面正常的汽车、火车行驶。”

  张燕飞称,沪苏通长江公铁大桥的亮点在于1092米的主跨。“大桥跨度必须超过千米,才能满足10万吨货轮通航的要求;公铁两用斜拉桥要做到1000多米难度很大,在这么大的跨度上,跑汽车没问题,能不能跑时速250公里的高速火车?这是没有先例的,我们用了很大的精力去研究。这么大跨度怎么防风?我们到成都最大的风洞实验室里,做了多次模拟。可以说,沪苏通长江公铁大桥代表中国桥梁乃至世界桥梁的最高水平。”

  全国工程勘察设计大师、中铁大桥院集团总工程师高宗余介绍,大桥建设其工程规模之大、施工难度之高、科技创新之多,创造了3项世界之最:世界最大跨度斜拉桥——公铁两用斜拉桥主跨1092米,世界强度最高斜拉索——2000兆帕平行钢丝斜拉索新型材料,世界上起吊重量最大梁上吊机——自主研发1800吨架梁吊机。沪苏通长江公铁大桥建成通车,标志着世界公铁斜拉桥已完全进入中国时代。

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  沪苏通长江公铁大桥。通讯员邓达 供图

  让“巨无霸”听话,大桥“刚柔并济”,“武汉建造”刷新多项世界纪录

  沪苏通长江公铁大桥上层为双向六车道高速公路,时速100公里;下层为双向四线铁路,时速200~250公里。这样一座集国家铁路、城际铁路、高速公路“三位一体”的桥,堪称超级大桥。

  施工方中铁大桥局副总经理、沪通长江大桥项目部经理罗兵介绍,除了跨度大,在建设中还创造了众多“世界之最”:主塔330米,相当于110多层楼高;建设用钢量达48万吨,相当于12个“鸟巢”;混凝土用量达230万立方米,相当于8个国家大剧院。

  大桥1092米的跨度,要想“跨得稳”,就要“立得住”。为了把16000吨重的“巨无霸”钢沉井准确无误地固定在设计点,中铁大桥局开创性地采用了“大直径锚桩混凝土重力锚”。世界最高公铁桥主塔高耸入云,如何保证混凝土在330米高空还能保持性能?中铁大桥局通过调整配合比,研究出新型混凝土,一举解决了泵送难、不抗裂等难题。大桥6线公路、4线铁路的荷载需求,要求主桥钢梁和拉索必须“刚柔并济”,建设者们“量身定做”了强度达500兆帕的高强度钢和2000兆帕的斜拉索,强度均为世界之最,单根斜拉索就能吊起500台轿车。

  施工方中交二航局承建的副通航孔天生港专用航道桥跨径336米,为世界已建成最大跨径公铁两用钢拱桥。“大桥的天生港专用航道桥采用的是‘刚性梁、柔性拱’的设计,和国内外拱桥多为‘刚性拱’的现状大相径庭。”中交二航局项目负责人杨志德说,桁梁和主拱的重量总计3.24万吨,相当于在桥面上每走一步,就跨越了50吨重的钢结构。主拱单侧重约1400吨,两侧重2800吨,6根拱肋就如6根长长的“面条”,要在120米的高空进行竖转,实现精确对接,期间若是偏差超过5毫米,那么竖转合龙将直接宣告失败。

  经过反复论证,中交二航局项目团队大胆创新,引入人工智能施工理念,自主研发设计智能控制系统——利用上百个传感器采集钢桁梁和主拱偏移数据,并传至电脑进行分析、发出指令,再通过18台大吨位提升千斤顶对12个吊点进行提升和校正。鏖战近一个月,天生港航道大桥主拱实现了精准对接。(记者陶常宁 王慧纯 王谦 通讯员刘新红 邓达 吴茜 张静 田本灿 李骄阳)