上海長江大橋
跨海大橋
上海長江大橋(Shanghai Yangtze River Bridge)是中國上海市崇明區境內的跨海大橋,位於長江入海口之上,是上海崇明越江通道重要組成部分之一。
上海長江大橋於2004年12月28日動工興建;於2008年6月27日完成合龍工程,大橋全線貫通;於2008年11月8日全橋竣工;於2009年10月31日通車運營。
上海長江大橋東起上海市崇明島,上跨長江口水道,北至長興島;線路長16.63千米,跨江正橋長9.97千米,橋面為雙向六車道高速公路,設計速度100千米/小時。
起自長興島,跨越北港水域,在崇明島陳家鎮奚家港處登陸,接崇明陳海公路立交。被譽為“長江門戶第一橋”,中國國內第一條公路與輕軌交通一體化的跨江大橋。主跨跨度在中國國內僅次於蘇通大橋和香港昂船洲大橋,在世界大跨度斜拉橋中位居第五。全長10.27km,跨江部分長1430m,跨徑組合為350m+730m+350m,主通航孔橋為雙索麵分離式鋼箱梁斜拉橋,總高約200m。採用吳淞零點的歷史最高水位6.03m為最高設計通航水位,通航凈寬585m,3萬噸級集裝箱船及5萬噸級散貨船可雙向通航。大橋主跨730m,寬33m,雙向6車道,設計時速100km。大橋兩側預留鋪設軌道交通線空間。全橋共有64片70m箱梁,是目前中國國內體積最大、重量最重、施工難度最大,設計、工藝、結構最複雜的預製箱型梁。每片箱梁重約2370t、長70m、頂面寬16.95m、底板寬7m、高4m。由國內最大的有2000t起吊和運輸能力的“天一號”水上浮式吊船吊運架設。主橋索塔為人字型,高209m,索塔上布置空間雙索麵扇形斜拉索,採用全漂浮結構體系,每個索麵有23對低鬆弛平行鋼絲斜拉索,全橋192根拉索均用低鬆弛鋼絲製造。2005年9月20日動工興建,計劃在2008年合龍,2010年與上海長江隧道同步建成通車。
上海長江大橋和上海長江隧道共同組成上海長江隧橋。
上海長江大橋
上海長江大橋跨江段10公里,為斜拉橋橋型,按雙向6車道設計,時速可達每小時100公里。主塔造型不同於楊浦大橋的倒Y型,不同於徐浦大橋的A字型,也不同於南浦大橋的H型,而是形如“人”字,平直的橋面從腰際穿過。
上海長江大橋主通航孔跨徑達到730米,超過了上海已建的任何一座大橋,比東海大橋主通航孔還大300多米,在國內僅次於蘇通大橋和香港昂船洲大橋,在世界上位居第五。這一跨度能滿足規模3萬噸的集裝箱貨輪及5萬噸的散裝貨輪的雙向通航要求。
上海長江大橋
上海長江大橋
1994年,上海市人民政府完成《長江口越江通道工程重大技術問題前期研究報告》。
2001年,上海市人民政府與相關建設部門開展上海長江大橋橋位的河勢、水文、航運、風險等專題內容的研究。
2004年12月28日,上海長江大橋動工興建。
2006年8月3日,上海長江大橋完成主墩鋼吊箱的安裝工程。
2007年11月28日,上海長江大橋完成主塔封頂工程。
2008年5月,上海長江大橋進行合龍工程;6月27日,上海長江大橋完成合龍工程,全線貫通; 11月8日,上海長江大橋竣工。
2009年10月31日,上海長江大橋通車運營。
2009年6月15日,上海長江大橋功能照明完成安裝;於7月完成主橋景觀照明,沿線霧燈、LED燈調試。
技術標準 | |
道路等級 | 高速公路 |
設計速度 | 公路:100千米/小時、軌道:90千米/小時 |
車道設置 | 公路:雙向六車道 |
荷載標準 | 公路-Ⅰ級、軸載:BZZ-100 |
設計風速 | 39.6米/秒 |
通航噸位 | 5萬噸船舶 |
抗震等級 | 按7級設防 |
從空中拍攝的後期施工的上海長江大橋
上海市政工程設計研究總院的設計團隊,首先確立了把它建成一個可持續發展工程的理念,並定下了如下目標:建成一座真正具有百年使用壽命的橋、一座便於養護維修並具有全壽命經濟性的橋、一座技術先進並且造價經濟的橋,一座不僅交通功能完善而且能夠充分表現美學價值的橋。
基於這一創新理念,上海長江大橋集中了多項創新技術——主航道橋主跨730米世界最大跨度的公軌兩用斜拉橋採用了新型分離式鋼箱梁;主航道橋兩側高墩區各有700米橋樑採用主跨105米的大跨度連續組合箱梁橋,在國內屬於首次大規模應用,採用的整孔預製吊裝方案也屬於新的工程實踐;制定了大跨度橋樑和各類長聯橋樑列車行車安全和技術標準等。10餘項專題研究中的3項,經過鑒定達到了國際先進水平、部分達到國際領先水平。
上海長江大橋
照明
上海長江大橋景觀照明主要包括全橋兩側照明、主通航孔斜拉橋照明、斜拉索照明和橋面橫隔板照明等部分。
橋體燈光方面,為突出夜晚大橋的輪廓,在橋東面臨大海一側採用藍色LED光源,西面靠長江一側採用黃色LED光源,以此來展現“江海之界”這個總體照明的設計主題。而主塔採用獨特的“人”字形,為突出高達212米的主塔建築構造而採用“雙塔奇光”的創意構思,用冷光源投光燈投射照亮塔身,使塔身外側一面通體潔白透亮。
大橋上首次安裝霧燈,共計1038個,兩側每隔30米布置1個霧燈,使霧天也可通行車輛。霧燈採用的是超高亮度LED作光源,具有明顯的節能效果。
防撞
大橋護欄採用了自主研發的防撞等級,能承受集裝箱卡車樁基的鋼-混凝土組合結構。這種欄桿不僅能抵抗車輛的撞擊,同時也有緩衝作用,對車內的人也起到一定的保護作用。
抗震
主通航孔斜拉橋按3000年一遇的防震標準設計,非通航孔段按1500年一遇的防震標準設計。
防腐
由於大橋地處長江入海口,鹹淡水交替,在防腐措施上,大橋下部的鋼管樁採用了外加電力的陰極保護措施,而乳白色的欄桿則是採用了氟碳漆塗裝。
配套設施
上海長江大橋
由於長江口特殊的水文地質條件和崇明島生態島的定位要求,設計團隊通過13項相關技術的研究,六大方面實現了技術創新。主要包括公軌共面橋樑設計、大跨度連續組合箱梁橋、大跨度全漂浮斜拉橋的設計、預製墩身接高、填砂路基、防災減災等。
邵長宇,男,1963年5月生,安徽懷遠人,1984年畢業於上海同濟大學,8月參加工作,現任上海市政工程設計研究總院總工程師(教授級高級工程師)。
世界級長大公軌合建橋
上海長江大橋
上海長江大橋公路與城市軌道交通一體化跨江大橋建設,面臨諸如規範的空白、箱梁懸臂布置軌道線、橋樑規模與跨度等方面的難題。市政院技術團隊通過科技攻關,成功解決了預留軌道交通設計參數、預留位置、結構的適應性、車橋耦合振動的舒適性、安全性等關鍵技術問題,填補了多項技術空白,為中國大型公路與軌道交通一體化橋樑的建設積累了寶貴的經驗。
“萬里長江第一橋”的設計理念,市政院設計團隊的設計師們幾乎不約而同地發出同樣的看法:上海長江大橋儘管有世界級長大公軌合建橋之譽,但在設計之初並沒有刻意去追求世界紀錄的突破,而是著力於追求橋樑內在品質的提升。
“人”字形主塔體現力與美的完美結合
橋樑建設在實現它的交通功能的同時,也要考慮發揮它更多的美學價值,上海長江大橋位居長江入海口,堪稱萬里長江第一橋,如何使橋樑的景觀成為上海的一個新地標,經過上海市政院建築師和工程師的充分溝通,設計團隊最後選擇了上212米高的“人”字形橋塔,據稱,這在以往的橋樑上還沒有使用過。
工程人員介紹,這種“人”字形橋塔也體現了中國傳統文化天人合一的理念,流暢的橋面從主塔腰際穿過,簡潔流暢受力合理的塔形,則體現了力與美的完美結合。此外,上海長江大橋全線還有一個“S”形彎,這種橋樑的線型布置,既考慮了對水流的影響最小,又與整座橋樑功能要求的線型結合起來,使得它在造型優美的同時還滿足了環保上的要求。
與上海長江隧道組成的工程創世界之最
上海長江隧橋總長度達25.5公里,由全球最大直徑隧道和世界最大公路軌道合建斜拉橋組成,堪稱目前世界規模最大的隧橋結合工程。
在上海長江隧道建設中,兩台超大型盾構一次連續掘進7.5公里,不設中間檢修井,施工中軸線偏差在正負75毫米標準以內,在世界上絕無僅有。
上海長江隧道盾構直徑達15.43米,是世界直徑最大的盾構,其橫斷面面積近180平方米,建築面積可相當於一般民用建築的4室2廳。
上海長江隧道最深處在水下55-100米,江底隧道無滲漏,打破日本東京灣公路隧道埋深50米的紀錄。
上海長江大橋主塔“人”字形單塔結構,寓意著天人合一的理念。
上海長江大橋主通航孔為跨徑730米的分離式全漂浮體系斜拉橋,是世界上已建成的同類橋樑中最大的。
國外不乏軌道交通同公路交通分層運行的例子,但上海長江大橋上軌道交通與雙向6車道的公路交通同平面“並駕齊驅”,這在世界上屬於首例。
上海長江隧道上層為煙道層,用於緊急情況下排煙通道,中間為單向三車道高速公路車道層,下層是軌道交通空間、22萬伏電纜通道及人員疏散通道,是世界上隧道空間利用率高的大型隧道。
據2019年4月上海市發展和改革委員會網站顯示,上海長江大橋收費如下
序號 | 車輛類別 | 車型 | 收費標準(元/車次) |
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1 | 第一類 | 7座及7座以下客車 | 30 |
載重2噸及2噸以下貨車 | 35 | ||
2 | 第二類 | 8座至19座客車 | 30 |
載重2噸至5噸(含5噸)貨車 | 55 | ||
3 | 第三類 | 20座至39座客車 | 45 |
載重5噸至10噸(含10噸)貨車 | 60 | ||
4 | 第四類 | 40座及40座以上客車 | 45 |
載重10噸至15噸(含15噸)貨車 | 75 | ||
裝載20英尺集裝箱車 | 60 | ||
5 | 第五類 | 載重15噸以上貨車 | 85 |
裝載40英尺集裝箱車 | 60 |
上海長江大橋地處長江水道之上,遇暴風雨等惡劣天氣會臨時關閉,禁止車輛通行。
從崇明45分鐘到市區,卻等待了1300年
素有“長江門戶,東海瀛洲”之稱的崇明,是中國第三大島,但自有人居住的近1300年來,水路是唯一通向大陸的交通路徑,這也成為崇明發展的最大制約。“受天氣影響不能過江是常有的事,而在節假日又因為人太多,早上8點的船6點就要去排隊,更別說有什麼急事需要趕到市區。”身為崇明人的上海建工基礎公司的陳禮忠,曾是長江大橋B6標項目總工,他深有感觸地說,“遇到惡劣天氣,崇明與外界的交通全部中斷,無奈、孤獨的感覺油然而生,不少崇明人都有此經歷,以至於常常會想寧願住在金山、奉賢等離市區遠一點的地方,因為交通有保障。”
而上海長江隧橋的建成使崇明有了第一條與外界聯繫的陸路通道,其中長江隧道更是能做到風雨無阻全年通行。上海長江隧橋工程起自浦東五號溝,與郊環線相接,經長興島,止於崇明陳家鎮,接陳海公路,全長約25.5公里。其中長江隧道長約8.9公里,長江大橋長約10.3公里,長興島和崇明島接線道路共長約6.3公里。全線按照六車道高速公路設計,橋樑計算行車速度採用100公里/小時,隧道計算行車速度採用80公里/小時,從市區最快45分鐘左右就可到崇明。
上海長江大橋建設中一些新技術、新工藝的應用於突破,對跨江、海橋樑的建設具有寶貴的參考價值。
● 施工技術
上海長江大橋工程關鍵技術:1、需要突破公軌共面橋樑設計難題,以滿足集約化建設需求;2、大跨度鋼-混凝土組合梁關鍵技術;3、大跨度新型斜拉橋的設計與施工技術;4、採用了預製拼裝技術,實現了高效、優質、快速、環保的目標;5、細砂子路堤關鍵技術,解決了崇明島土資源缺乏的難題;6、採用中國國產環氧瀝青在大跨度斜拉橋鋼橋面上的應用。
● 建設難題
上海長江大橋採用梁端額塔端牽引、張拉結合的施工工藝,安裝原有的技術水平,需要解決以下難題:
1、經計算該橋索梁端錨杯錨固在理論位置時,塔端杯牽引至錨箱並錨杯螺母全部錨上絲壓牙,所需要的最小牽引力為3310至5970千牛;若斜拉索採用鋼絞線牽引,單根鋼絞線平均受力按照156千牛計算,嘖鋼絞線需要39更,而當時中國國內橋樑從可施工性考慮,軟牽引鋼絞線孔數最大做到25孔,若直接採用鋼絞線牽引,不但需將穿心千斤頂空徑製作到直徑300毫米以上,二橋施工操作難度大,存在較大的施工風險;因此,施工時需要解決斜拉索大噸位牽引力的難題。
2、因塔內空間較小,選用一彎常用設備不能滿足塔內施工空間要求,需要開發新的設備、機具。
3、大直徑斜拉索在牽引、張拉施工過程中容易發生扭轉,因此在施工設備配置以操作工藝上必須考慮到斜拉索扭轉問題。
技術名稱 | 所獲獎項 |
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特大與大跨度公軌合建橋樑關鍵技術 | 2008年度上海市科技進步獎二等獎 |
江海長大橋樑設計關鍵技術 | 2010年度上海市科技進步獎一等獎 |
大跨徑橋樑鋼橋面鋪裝成套關鍵技術及工程應用 | 2011年度中國國家科技進步二等獎 |
項目名稱 | 所獲獎項 |
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上海崇明越江隧道(含上海長江大橋) | 2009年上海市建設工程白玉蘭獎 |
上海崇明越江隧道(含上海長江大橋) | 2011年全國優秀工程勘察設計行業獎“市政公用工程”一等獎 |
上海崇明越江隧道(含上海長江大橋) | 2013年第十一屆中國土木工程詹天佑獎 |