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芜湖长江大桥

芜湖长江大桥(Wuhu Yangtze River Bridge)是中国安徽省芜湖市鸠江区境内的过江通道,位于长江水道之上,是安徽省第一座公路及铁路两用大桥。

芜湖长江大桥于1997年3月22日动工兴建,2000年5月2日全线贯通,同年9月30日通车运营。大桥西起二坝枢纽,上跨长江水道,东至九华北路。该桥正桥钢梁为14孔5跨连续梁、跨长江桥长2193米,主桥为矮塔斜拉桥,主跨为312米。上层公路桥桥面为双向四车道城市主干道,设计速度100千米/小时,下层铁路桥为双线铁轨,设计速度160千米/小时。项目总投资45.46亿元。

芜湖长江大桥开创中国公路和铁路两用斜拉桥先河,是中国“九五”重点工程,荣获“国家优质工程金质奖”“国家科技进步一等奖”“中国建设工程鲁班奖”“中国土木工程中国土木工程詹天佑奖”和新中国成立60周年“百项经典建设工程”。

桥梁建筑

桥梁位置

芜湖长江大桥位于中国安徽省芜湖市境内,连接鸠江区东西两岸,距下游芜湖长江三桥约3.5千米;芜湖长江大桥铁路北接淮南铁路,南联宁芜、芜铜、皖赣及宣杭铁路;公路桥途经线路为芜湖—合肥高速公路(国家高速G5011),西接319省道,东接205国道。

是国家“九五”期间重点交通项目,工程规模居中国长江大桥之首。大桥采用低塔斜拉桥桥型,主跨312米,是中国迄今为止公、铁两用桥跨度最大的桥梁(2009年12月26日,武汉天兴洲大桥建成通车,主跨504米,打破这一纪录)。

大桥工程采用了15项新技术、新结构、新材料、新工艺,大大提高了中国公、铁两用桥梁设计、制造、安装水平,有14项刷新了全国建桥记录,荣获2001年度中国建筑工程最高荣誉中国建设工程鲁班奖

全长10521m,全桥混凝土总量55万吨,结构用钢11万吨,其工程总量及规模均超过了武汉和南京两座公路铁路两用桥的总和,该桥的科技含量、工程规模和建造质量,居国际一流,国内领先。

芜湖长江大桥,是中国跨度最大的公路和铁路两用桥梁,在同类型重载桥梁中,它的主跨度仅次于丹麦厄勒海峡桥,居世界第二。

武汉长江大桥跨度128米,发展到九江长江大桥216米,花40年时间,而芜湖长江大桥主跨突破300米,却用了不到10年的时间。

芜湖长江大桥是中国重载桥梁跨度发展的一个里程碑,它的建设成功表明中国已经身于世界大跨重载铁路桥梁的先进行列。

芜湖长江大桥曾先后荣获国家国家优质工程奖金奖、国家科技进步一等奖中国建设工程鲁班奖

建筑设计

建筑结构

芜湖长江大桥分别由水上双层主桥、两岸引桥、两座桥塔、桥墩以及各匝道组成,主桥路段呈正西至正东方向布置。

设计参数

芜湖长江大桥铁路桥全长为10624.4米,公路桥全长为6078.4米,跨江正桥总长2193.70米,主跨312米,宽18米,正桥跨径采用(120+2×144)米+2×(3×144)米+(180+312+180)米+(120+120)米跨径布置。主桁桁高14米,宽12.5米,边跨和中跨宽跨比为1/14.4和1/25,节间长12米;弦杆最大轴力达5000千牛,最大板厚大50毫米。杆件宽1100毫米,上弦杆高1460毫米,下弦杆高166毫米,腹杆高700至1100毫米,最大长度15.1米,最大吊重36吨。公路面以上塔高33.2米,边跨与主跨跨度之比为0.577,塔高与主跨之比为0.11,最外索转轴倾角约15度;塔底墩身截面为(14×22)米,塔柱顶(8.5×4.4)米;斜拉索钢丝直径为7毫米,每索2根,单根索恒载索力6950千牛,活载索力1750千牛,最大索力8700千牛,疲劳应力幅130兆帕,最重14吨。

建设历程

1917年,孙中山先生提出建设芜湖长江大桥的最初构想。

1956年,芜湖长江大桥项目开始进行大桥桥址和勘测工作。

1958年,芜湖长江大桥向中华人民共和国申报大桥项目建议书。

1959年,芜湖长江大桥完成大桥初步设计。

1961年,芜湖长江大桥停止勘测工作,并保留广福矶、褐山和获港三个桥位规划。

1993年10月,芜湖长江大桥通过工可报告评审,确定采用广福矶桥位。

1997年3月22日,芜湖长江大桥动工兴建。

2000年5月2日,芜湖长江大桥完成主跨钢梁合龙工程,大桥全线贯通;9月10日,芜湖长江大桥进行验收工作;9月30日,芜湖长江大桥通车运营,并举行通车庆典。

2004年6月8日,芜湖长江大桥进行桥头堡建设工程。

2005年7月21日,芜湖长江大桥通过中华人民共和国中华人民共和国国家发展和改革委员会委托中华人民共和国交通运输部和安徽省人民政府进行的验收工作。

1998年中铁大桥局集团有限公司中标承揽了该工程90%以上的钢梁制造任务。在生产制造中,针对其制造难点:

(1)大桥钢梁采用了整体节点构造,突破了铁路钢桁梁杆件不能进行横向对接的旧框框,对接焊缝和受拉开坡口角焊缝三区-30℃却贝V冲击功要求不低于48J,增加了焊接难度;

(2)整体节点弦杆面大,板厚,四条主焊缝使用了深坡口焊缝,有的局部要求熔透,因而焊接变形的控制和矫正难度大;

(3)整体节点连接关系复杂,加上杆件大,高强度螺栓连接孔群的孔位精度难以保证;

(4)主桁腹杆与弦杆的连接采用向节点板间插入的方法连接,要保证插入间隙满足安装要求,对节点板间距和腹杆几何精度提出了较高要求,从而给制造增加了难度;

(5)斜拉跨锚箱结构形式复杂,熔透焊缝多,空间连接关系复杂,制造精度不易保证。

为能真正体现设计思想,实现创跨世纪精品工程的目标,该公司瞄准当今世界造桥的最先进技术,以“优质、高效”为宗旨,积极组织科技人员和造桥工人,围绕高强、整体、大跨、新结构,加大科技攻关力度。研制并采用了:

(1)铁路桥梁外露边缘精密切割技术;

(2)国产14MnNbq新钢种焊接新技术;

(3)厚板焊接整体节点制造技术;

(4)厚板深坡口焊接杆件预变形工艺;

(5)桥梁杆件孔群定位测量技术;

(6)整体节点弦杆采用平台划线整体覆盖式钻孔模具钻孔工艺;

(7)剪力钉组焊及控制变形技术;

(8)大型复杂杆件--整体节点弦杆空中翻身技术;

(9)箱型杆件防腐腻封技术;

(10)大型复杂锚箱件制造工艺;

(11)斜拉桥主跨六部分厂内超长试装技术;

(12)热风幕控温技术。

新工艺、新技术,保证了工地的顺利架设,制造精度之高、质量之优,受到建设单位及架设单位的高度赞赏。

在大桥1年8个月的生产中,公司不仅创下月产钢梁3696吨的历史纪录,而且于2000年4月10日提前5天保质保量地完成全部合同任务,并于2000年5月2日实现大桥零误差合龙,创下中国建桥史上的新纪录,同时被桥梁专家誉为中国建桥史上又一里程碑。

重要意义

大桥采用大跨度连续钢桁梁斜拉桥式,首开中国公铁两用斜拉桥之先河,主跨312米,居国内公铁两用桥之最,建桥中采用低塔斜拉公铁桥,也是世界上首创;

该桥为满足高速铁路运输,其荷载设计为中国公铁桥最大,铁路桥与公路桥荷载比为6:1,创国内公铁两用桥荷载比差之最;

正桥钢梁首次采用中国最新研制的低碳中强钢——14锰钢,其屈服强度高于日本德国同类桥梁,新钢种的开发利用,完善了中国桥梁钢系列;

该桥水上基础施工中首次采用3米大孔径钻孔桩,成功攻克深水、动水、厚沙层钻孔难关,其孔径桩深创中国之最。

芜湖市长江大桥的建成,完善了我国铁路、公路的路网布局,沟通了南北交通,促进了芜湖、安徽乃至华东地区的经济发展,具有重要的交通意义。(中国新闻网 评)

芜湖长江大桥建成后,使南北方向的津浦、京九、京广三大铁路动脉与江南铁路网得以沟通,芜湖铁路枢纽功能因此得到更大的拓展,并大大缩短了华北、华东地区至华南、华东沿海地区的铁路运输里程。(中安在线 评)

芜湖长江大桥的建设、全面实施“高强,整体、大跨、新结构”的技术政策,解决了荷载重、跨度大等引起的许多技术难题;所采用的新材料、新结构、新技术、新工艺,不仅为搞好大桥建设奠定了坚持的科技基础,更重要的是它大大提高了中国公铁两用桥梁设计、制造、安装水平、使中国公、铁两用桥梁的建设水平跨上一个新台阶。(《中国铁路》评)

芜湖长江大桥的建成将缓解长江三角洲乃至沿海地区公路交通紧张的状况。在航运方面,取代江面上原来每7分钟一次,横穿江面的火车、汽车、客运三种轮渡,彻底消除每年频繁发生的渡轮与行船相撞事故,有力地提高了长江黄金水道”的航运能力。(《中国集邮》评)

设备设施

截至2017年12月,芜湖长江大桥在南北两岸接线段设置测速站点,对驶入大桥的机动车进行现场测速。

运营情况

票价票制

2014年1月1日起,皖B号牌7座以下小客车经过芜湖长江大桥收费站时,免收过桥费,费用由芜湖市财政局予以补贴。

交通流量

截至2017年12月,芜湖长江大桥日均车流量3万余辆次。

2018年4月29日至5月1日,途经芜湖长江大桥的各类机动车184052辆次。

截至2019年12月,芜湖长江大桥日均通行量约在4.5万辆次。

建设成果

技术难题

1、芜湖长江大桥在设计时,遇到了罕见的“三夹一”难题;正桥上部结构的梁底高程受通航净空控制,铁路桥而线路高程受与既有编组站的接线高程控制,桥梁位于机场侧净空范围内,桥梁建筑高度受飞行净空控制,由于这3条高程控制线的严格限制,决定正桥不可能采用混凝土刚构或连续梁,也不可能采用按通常比例设计的斜拉桥

2、铁路动荷载与公路动荷载是完全不同性质的荷载,一线铁路荷载约相当于15线汽车设计荷载,列车的动力作用更非汽车所能比拟,由于列车动力作用大,对列车的运行平稳性和司乘人员旅客的舒适度等均有严格要求,桥梁的刚度是至关重要的,铁路桥适宜用刚性体系的桥梁。公路汽车荷载轻灵活动力作用小,可以用柔性体系的桥梁。将柔性体系的斜拉桥改造成刚性体系的斜拉桥,在技术上有一定难度。

芜湖长江大桥采用新技术有三大类:

1、矮塔公铁两用斜拉桥

2、斜拉桥加劲桁梁采用14锰铌钢厚板焊接整体节点;

3、钢筋混凝土板与钢桁梁结合的桁梁。

1、主跨钢梁最大跨径达312米,是当时公铁两用桥梁最大跨度,在净空受限制的情况下,以低塔结构解决了大跨度桥梁的受力问题,所采用的钢桁梁斜拉桥型在中国国内尚属首次。

2、正桥钢梁采用中国最新研制的低合金结构钢的14MnNbq钢,具有较好的综合性能,尤其是低温冲击韧性大幅度提高,代表了当时中国桥结构钢的最高水平。

3、正桥钢梁采用厚板(最大板厚50毫米)焊接全封闭整体节点,箱形截面,大直径(直径30毫米)高强度螺栓连接,多维复杂受力的整体节点,采用厂制,提高了整体性,确保了结构质量,简化了现场安装作业,达到了世界先进水平。

4、正桥公路钢筋混凝土桥面板通过湿接缝和剪力钉与钢桁梁结合共同受力,是当时中国国内跨度最大的板桁结合桥梁。

5、正桥副航道基础采用大直径、大深度高桩承台嵌岩柱桩基础,施工中自行研制出KPG3000型全液压大扭距钻机。经现场多次试验,制定了管理细则和工艺技术标准,全部桩基顺利成孔,桩基优良率为百分之就是把,为今后建造同类型大桥积累了经验。

6、施工用双壁钢围堰,针对地形地质条件,因地制宜,采用气囊滚动下河和围堰分片下水、水中对拼等新方法,简化工序,方便施工,降低成本。

7、基础混凝土施工中采用双渗技术,节约了大量水泥,降低了水化热,混凝土后期强度高,防渗性和耐久性好。主塔墩基础深达40米,自行研制了大落差泵送混凝土施工技术,保证了工程质量。

8、斜拉桥合龙技术复杂,施工难度大。采用了长圆孔及圆孔二次合龙技术,要求所有杆件在工厂钻孔,安装时通过斜拉索和弹性索调整、桥面板荷载调整、吊装顺序协调、合理利用目照及主跨合龙点特殊设计专用顶拉设备等技术措施,顺利实现了精确合龙。

科研成果

荣誉表彰

文化特色

2001年9月20日,为庆祝芜湖长江大桥建成通车一周年,中国邮政发行了《芜湖长江大桥》特种邮票,全套2枚。该邮票由郝欧设计,图序为(2-1)T,面值0.8元,邮票规格为50×30毫米;图序为(2-2)T,面值2.80元,邮票规格为50×30毫米。

评价

时任中共中央政治局委员、国务院副总理吴邦国对芜湖长江大桥的建成作了重要批示。

根据深化改革的要求和国家计委的批复,芜湖长江大桥由铁道部和安徽省合资建设,铁道部出资70%,安徽省出资30%,由部、省分别授权的企业共同组建项目法人———芜湖长江大桥有限责任公司,全过程地负责芜湖长江大桥的资金筹措、工程建设、生产经营、偿还债务和资产的保值增值。

芜湖长江大桥有限责任公司在控制投资、控制工期、控制质量方面,取得了优异成绩:国家批准的工程总概算为30亿元,通过严格管理节约投资两亿多元;国家批准的计划工期为48个月,实际只用了42个月就建成通车;经初步验收,工程的合格率为100%,优良率达98.2%,质量总评为优良。

大桥全部工程总投资46亿元,芜湖大桥称“世纪大桥”;一是指它与公元2000年9月建成通车,恰逢20世纪末21世纪初;二是指它是中国本世纪工程量最大的大桥;混凝土用量57万立方米,结构用钢量11万吨,其工程量超过武汉长江大桥南京长江大桥的总和,主桥公路铁路累计全长21华里。三是指芜湖长江大桥科技含量更高,集中国本世纪桥梁科技的大成,其技术领先地位将保持10年以上,同时又是21世纪中国桥梁建设的新起点。

芜湖长江大桥以其大规模,新技术和一流的质量,成为中国桥史上继武汉,南京,九江长江大桥之后的第四座里程碑,它无愧于世纪桥梁标志性工程的称号。

参考资料

安徽有这几座跨江大桥,芜湖有三座.安徽新闻网.2023-12-22

芜湖长江大桥.www.brdi.com.cn.2024-03-09