蕪湖長江大橋

安徽省蕪湖市鳩江區境內的過江通道

蕪湖長江大橋(Wuhu Yangtze River Bridge)是中國安徽省蕪湖市鳩江區境內的過江通道,位於長江水道之上,是中國“九五”重點交通建設項目,也是安徽省第一座公路及鐵路兩用大橋。由蕪湖市交通運輸局管理。

蕪湖長江大橋於1997年3月22日動工興建;於2000年5月2日完成主跨鋼樑合龍工程,大橋全線貫通;於2000年9月30日橋通車運營。

蕪湖長江大橋西起二壩樞紐,上跨長江水道,東至九華北路;途經蕪湖-合肥高速公路(國家高速G5011),正橋全長2193米,主跨312米;上層公路橋橋面為雙向四車道城市主幹道,設計速度100千米/小時,下層鐵路橋為雙線鐵軌,設計速度160千米/小時;項目總投資45.46億元人民幣。

橋樑建築


橋樑位置

蕪湖長江大橋位於中國安徽省蕪湖市境內,連接鳩江區東西兩岸,距下游蕪湖長江三橋約3.5千米;蕪湖長江大橋鐵路北接淮南線,南聯寧蕪、蕪銅、皖贛及宣杭線;公路橋途經線路為蕪湖—合肥高速公路(國家高速G5011),西接319省道,東接205國道。
是國家“九五”期間重點交通項目,工程規模居中國長江大橋之首。大橋採用低塔斜拉橋橋型,主跨312米,是中國迄今為止公、鐵兩用橋跨度最大的橋樑(2009年12月26日,武漢天興洲大橋建成通車,主跨504米,打破這一紀錄)。
大橋工程採用了15項新技術、新結構、新材料、新工藝,大大提高了中國公、鐵兩用橋樑設計、製造、安裝水平,有14項刷新了全國建橋記錄,榮獲2001年度中國建築工程最高榮譽魯班獎。
全長10521m,全橋混凝土總量55萬噸,結構用鋼11萬噸,其工程總量及規模均超過了武漢和南京兩座公路鐵路兩用橋的總和,該橋的科技含量、工程規模和建造質量,居國際一流,國內領先。
蕪湖長江大橋,是中國跨度最大的公路和鐵路兩用橋樑,在同類型重載橋樑中,它的主跨度僅次于丹麥厄勒海峽橋,居世界第二。
蕪湖長江大橋
蕪湖長江大橋
武漢長江大橋跨度128米,發展到九江長江大橋216米,花40年時間,而蕪湖長江大橋主跨突破300米,卻用了不到10年的時間。
蕪湖長江大橋是中國重載橋樑跨度發展的一個里程碑,它的建設成功表明中國已經躋身於世界大跨重載鐵路橋樑的先進行列。
蕪湖長江大橋曾先後榮獲國家優質工程金獎、國家科技進步一等獎、中國建築工程魯班獎。

建築設計

建築結構
● 整體布局
蕪湖長江大橋分別由水上雙層主橋、兩岸引橋、兩座橋塔、橋墩以及各匝道組成,主橋路段呈正西至正東方向布置。
● 設計特點
結構特點
總體蕪湖長江大橋採用低塔斜拉索加勁的連續鋼桁梁結構,採用漂浮體系,上層為公路橋,下層為鐵路橋,其中,正橋上部為五聯14孔。
主梁
①斜拉橋主梁在邊、中支座處均設豎向支座,主桁與塔在縱向採用彈性聯結。
②主桁採用N形桁架,主桁外設置副桁,斜拉索通過副桁與主桁聯結;桿件採用H形和帶有加勁肋的箱形截面。鋼桁梁採用焊接整體節點,連接採用M30高強螺栓。
③橋面系均採用工形構件,下平聯結係為交叉形,上弦平面不另設聯結系,橋面系聯結系構件採用M24高強螺栓連接。
④公路面預製混凝土橋面板通過M22剪刀鍵栓釘與主桁上弦結合參與主桁共同受力。
橋塔
①主塔採用外形簡潔的之塔結構,雙塔雙索麵,為鋼筋混凝土塔,主塔高程十二米以下為單箱雙室斷面,在十二至三十三米高程,塔柱分開成兩斜腿,與橫樑形成閉合框架,三十三米以上塔柱成兩獨立柱,斜腿及上塔柱均為單箱單室斷面;錨固區為單箱單室斷面;塔上索的錨固採用內槽口布置,索錨下設厚鋼板做承壓板,板下設螺旋筋及剪刀環。
②每塔設8對鋼絲索,錨固於塔頂,塔頂不設上橫樑、外形簡潔的直塔結構。斜拉索錨固於塔的內壁,每側塔柱上在同一斷面錨固兩根索。
斜拉索斜拉索為平行鋼絲束,鋼絲為鍍鋅高強鋼絲,外加PE護套。每一主塔兩側各設兩對彈性索以控制縱向水平位移,彈性索一端錨於主塔上的錨固件,另一端錨於桁樑上的制動架。
設計參數
蕪湖長江大橋鐵路橋全長為10624.4米,公路橋全長為6078.4米,跨江正橋總長2193.70米,主跨312米,寬18米,正橋跨徑採用(120+2×144)米+2×(3×144)米+(180+312+180)米+(120+120)米跨徑布置。主桁桁高14米,寬12.5米,邊跨和中跨寬跨比為1/14.4和1/25,節間長12米;弦桿最大軸力達5000千牛,最大板厚大50毫米。桿件寬1100毫米,上弦桿高1460毫米,下弦桿高166毫米,腹桿高700至1100毫米,最大長度15.1米,最大吊重36噸。公路面以上塔高33.2米,邊跨與主跨跨度之比為0.577,塔高與主跨之比為0.11,最外索傾角約15度;塔底墩身截面為(14×22)米,塔柱頂(8.5×4.4)米;斜拉索鋼絲直徑為7毫米,每索2根,單根索恆載索力6950千牛,活載索力1750千牛,最大索力8700千牛,疲勞應力幅130兆帕,最重14噸。
技術標準
線路等級公路:高速公路,鐵路:I級
設計速度公路:100千米/小時,鐵路:160千米/小時
車道設置公路:雙向四車道;鐵路:雙線鐵軌
荷載標準公路:汽—18,掛—100,鐵路:中—活載;人群:3.5千牛/平方米
設計年限100年
通航標準凈高:24米(主航道)、20.5米(副航道);凈寬:160米(主航道)、120米(副航道)
通航水位11.0米
抗震等級8級

建設歷程


蕪湖長江大橋
蕪湖長江大橋
1917年,孫中山先生提出建設蕪湖長江大橋的最初構想。
1956年,蕪湖長江大橋項目開始進行大橋橋址和勘測工作。
1958年,蕪湖長江大橋向中華人民共和國申報大橋項目建議書。
1959年,蕪湖長江大橋完成大橋初步設計。
1961年,蕪湖長江大橋停止勘測工作,並保留廣福磯、四褐山和獲港三個橋位規劃。
1993年10月,蕪湖長江大橋通過工可報告評審,確定採用廣福磯橋位。
1997年3月22日,蕪湖長江大橋動工興建。
2000年5月2日,蕪湖長江大橋完成主跨鋼樑合龍工程,大橋全線貫通;9月10日,蕪湖長江大橋進行驗收工作;9月30日,蕪湖長江大橋通車運營,並舉行通車慶典。
2004年6月8日,蕪湖長江大橋進行橋頭堡建設工程。
2005年7月21日,蕪湖長江大橋通過中華人民共和國國家發改委委託中華人民共和國交通運輸部和安徽省人民政府進行的驗收工作。
1998年中鐵大橋局集團有限公司中標承攬了該工程90%以上的鋼樑製造任務。在生產製造中,針對其製造難點:
(1)大橋鋼樑採用了整體節點構造,突破了鐵路鋼桁梁桿件不能進行橫向對接的舊框框,對接焊縫和受拉開坡口角焊縫三區-30℃卻貝V衝擊功要求不低於48J,增加了焊接難度;
(2)整體節點弦桿面大,板厚,四條主焊縫使用了深坡口焊縫,有的局部要求熔透,因而焊接變形的控制和矯正難度大;
蕪湖長江大橋
蕪湖長江大橋
(3)整體節點連接關係複雜,加上桿件大,高強度螺栓連接孔群的孔位精度難以保證;
(4)主桁腹桿與弦桿的連接採用向節點板間插入的方法連接,要保證插入間隙滿足安裝要求,對節點板間距和腹桿幾何精度提出了較高要求,從而給製造增加了難度;
(5)斜拉跨錨箱結構形式複雜,熔透焊縫多,空間連接關係複雜,製造精度不易保證。
為能真正體現設計思想,實現創跨世紀精品工程的目標,該公司瞄準當今世界造橋的最先進技術,以“優質、高效”為宗旨,積極組織科技人員和造橋工人,圍繞高強、整體、大跨、新結構,加大科技攻關力度。研製並採用了:
蕪湖長江大橋
蕪湖長江大橋
(1)鐵路橋樑外露邊緣精密切割技術;
(2)國產14MnNbq新鋼種焊接新技術;
(3)厚板焊接整體節點製造技術;
(4)厚板深坡口焊接桿件預變形工藝;
(5)橋樑桿件孔群定位測量技術;
(6)整體節點弦桿採用平台劃線整體覆蓋式鑽孔模具鑽孔工藝;
(7)剪力釘組焊及控制變形技術;
(8)大型複雜桿件--整體節點弦桿空中翻身技術;
蕪湖長江大橋
蕪湖長江大橋
(9)箱型桿件防腐膩封技術;
(10)大型複雜錨箱件製造工藝;
(11)斜拉橋主跨六部分廠內超長試裝技術;
(12)熱風幕控溫技術。
新工藝、新技術,保證了工地的順利架設,製造精度之高、質量之優,受到建設單位及架設單位的高度讚賞。
在大橋1年8個月的生產中,公司不僅創下月產鋼樑3696噸的歷史紀錄,而且於2000年4月10日提前5天保質保量地完成全部合同任務,並於2000年5月2日實現大橋零誤差合龍,創下中國建橋史上的新紀錄,同時被橋樑專家譽為中國建橋史上又一里程碑。

重要意義


蕪湖長江大橋
蕪湖長江大橋
大橋採用大跨度連續鋼桁梁斜拉橋式,首開中國公鐵兩用斜拉橋之先河,主跨312米,居國內公鐵兩用橋之最,建橋中採用低塔斜拉公鐵橋,也是世界上首創;
該橋為滿足高速鐵路運輸,其荷載設計為中國公鐵橋最大,鐵路橋與公路橋荷載比為6:1,創國內公鐵兩用橋荷載比差之最;
正橋鋼樑首次採用中國最新研製的低碳中強鋼——14錳鈮鋼,其屈服強度高於日本、德國同類橋樑,新鋼種的開發利用,完善了中國橋樑鋼系列;
該橋水上基礎施工中首次採用3米大孔徑鑽孔樁,成功攻克深水、動水、厚沙層鑽孔難關,其孔徑樁深創中國之最。
蕪湖長江大橋的建成,完善了我國鐵路、公路的路網布局,溝通了南北交通,促進了蕪湖、安徽乃至華東地區的經濟發展,具有重要的交通意義。(中新網 評)
蕪湖長江大橋建成后,使南北方向的津浦、京九、京廣三大鐵路動脈與江南鐵路網得以溝通,蕪湖鐵路樞紐功能因此得到更大的拓展,並大大縮短了華北、華東地區至華南、華東沿海地區的鐵路運輸里程。(中安在線 評)
蕪湖長江大橋的建設、全面實施“高強,整體、大跨、新結構”的技術政策,解決了荷載重、跨度大等引起的許多技術難題;所採用的新材料、新結構、新技術、新工藝,不僅為搞好大橋建設奠定了堅持的科技基礎,更重要的是它大大提高了中國公鐵兩用橋樑設計、製造、安裝水平、使中國公、鐵兩用橋樑的建設水平跨上一個新台階。(《中國鐵路》評)
蕪湖長江大橋的建成將緩解長江三角洲乃至沿海地區公路交通緊張的狀況。在航運方面,取代江面上原來每7分鐘一次,橫穿江面的火車、汽車、客運三種輪渡,徹底消除每年頻繁發生的渡輪與行船相撞事故,有力地提高了長江“黃金水道”的航運能力。(《中國集郵》評)

設備設施


● 測速監控
截至2017年12月,蕪湖長江大橋在南北兩岸接線段設置測速站點,對駛入大橋的機動車進行現場測速。

運營情況


票價票制
2014年1月1日起,皖B號牌7座以下小客車經過蕪湖長江大橋收費站時,免收過橋費,費用由蕪湖市財政局予以補貼。
交通流量
截至2017年12月,蕪湖長江大橋日均車流量3萬餘輛次。
2018年4月29日至5月1日,途經蕪湖長江大橋的各類機動車184052輛次。
截至2019年12月,蕪湖長江大橋日均通行量約在4.5萬輛次。

建設成果


技術難題

● 建設難題
1、蕪湖長江大橋在設計時,遇到了罕見的“三夾一”難題;正橋上部結構的梁底高程受通航凈空控制,鐵路橋而線路高程受與既有編組站的接線高程式控制制,橋樑位於機場側凈空範圍內,橋樑建築高度受飛行凈空控制,由於這3條高程式控制制線的嚴格限制,決定正橋不可能採用混凝土剛構或連續梁,也不可能採用按通常比例設計的斜拉橋。
2、鐵路動荷載與公路動荷載是完全不同性質的荷載,一線鐵路荷載約相當於15線汽車設計荷載,列車的動力作用更非汽車所能比擬,由於列車動力作用大,對列車的運行平穩性和司乘人員旅客的舒適度等均有嚴格要求,橋樑的剛度是至關重要的,鐵路橋適宜用剛性體系的橋樑。公路汽車荷載輕靈活動力作用小,可以用柔性體系的橋樑。將柔性體系的斜拉橋改造成剛性體系的斜拉橋,在技術上有一定難度。
● 施工技術
蕪湖長江大橋採用新技術有三大類:
1、矮塔公鐵兩用斜拉橋;
2、斜拉橋加勁桁梁採用14錳鈮鋼厚板焊接整體節點;
3、鋼筋混凝土板與鋼桁梁結合的桁梁。
● 技術創新
1、主跨鋼樑最大跨徑達312米,是當時公鐵兩用橋樑最大跨度,在凈空受限制的情況下,以低塔結構解決了大跨度橋樑的受力問題,所採用的鋼桁梁斜拉橋型在中國國內尚屬首次。
2、正橋鋼樑採用中國最新研製的低合金結構鋼的14MnNbq鋼,具有較好的綜合性能,尤其是低溫衝擊韌性大幅度提高,代表了當時中國橋樑結構鋼的最高水平。
3、正橋鋼樑採用厚板(最大板厚50毫米)焊接全封閉整體節點,箱形截面,大直徑(直徑30毫米)高強度螺栓連接,多維複雜受力的整體節點,採用廠制,提高了整體性,確保了結構質量,簡化了現場安裝作業,達到了世界先進水平。
4、正橋公路鋼筋混凝土橋面板通過濕接縫和剪力釘與鋼桁梁結合共同受力,是當時中國國內跨度最大的板桁結合橋樑。
5、正橋副航道基礎採用大直徑、大深度高樁承台嵌岩柱樁基礎,施工中自行研製出KPG3000型全液壓大扭距鑽機。經現場多次試驗,制定了管理細則和工藝技術標準,全部樁基順利成孔,樁基優良率為百分之就是把,為今後建造同類型大橋積累了經驗。
6、施工用雙壁鋼圍堰,針對地形地質條件,因地制宜,採用氣囊滾動下河和圍堰分片下水、水中對拼等新方法,簡化工序,方便施工,降低成本。
7、基礎混凝土施工中採用雙滲技術,節約了大量水泥,降低了水化熱,混凝土後期強度高,防滲性和耐久性好。主塔墩基礎深達40米,自行研製了大落差泵送混凝土施工技術,保證了工程質量。
8、斜拉橋合龍技術複雜,施工難度大。採用了長圓孔及圓孔二次合龍技術,要求所有桿件在工廠鑽孔,安裝時通過斜拉索和彈性索調整、橋面板荷載調整、吊裝順序協調、合理利用目照及主跨合龍點特殊設計專用頂拉設備等技術措施,順利實現了精確合龍。

科研成果

技術名稱所獲獎項
《大跨度低塔斜拉橋板桁組合結構建造技術》2002年國家科技進步一等獎
《QLY50/16全液壓架梁起重機》2002年中國鐵道科學技術獎

榮譽表彰

項目名稱所獲獎項
蕪湖長江大橋2001年中國建設工程魯班獎(國家優質工程)
2003年中國國家科技進步一等獎
2004年中國土木工程詹天佑獎
2004年中國首屆十大建設科技成就工程

文化特色


● 特種郵票
2001年9月20日,為慶祝蕪湖長江大橋建成通車一周年,中國郵政局發行了《蕪湖長江大橋》特種郵票,全套2枚。該郵票由郝歐設計,圖序為(2-1)T,面值0.8元,郵票規格為50×30毫米;圖序為(2-2)T,面值2.80元,郵票規格為50×30毫米。

評價


蕪湖長江大橋
蕪湖長江大橋
中共中央政治局委員、國務院副總理吳邦國對蕪湖長江大橋的建成作了重要批示。
根據深化改革的要求和國家計委的批複,蕪湖長江大橋由鐵道部和安徽省合資建設,鐵道部出資70%,安徽省出資30%,由部、省分別授權的企業共同組建項目法人———蕪湖長江大橋有限責任公司,全過程地負責蕪湖長江大橋的資金籌措、工程建設、生產經營、償還債務和資產的保值增值。
蕪湖長江大橋有限責任公司在控制投資、控制工期、控制質量方面,取得了優異成績:國家批准的工程總概算為30億元,通過嚴格管理節約投資兩億多元;國家批准的計劃工期為48個月,實際只用了42個月就建成通車;經初步驗收,工程的合格率為100%,優良率達98.2%,質量總評為優良。
蕪湖長江大橋
蕪湖長江大橋
大橋全部工程總投資46億元,蕪湖大橋稱“世紀大橋”;一是指它與公元2000年9月建成通車,恰逢20世紀末21世紀初;二是指它是中國本世紀工程量最大的大橋;混凝土用量57萬立方米,結構用鋼量11萬噸,其工程量超過武漢長江大橋和南京長江大橋的總和,主橋公路鐵路累計全長21華里。三是指蕪湖長江大橋科技含量更高,集中國本世紀橋樑科技的大成,其技術領先地位將保持10年以上,同時又是21世紀中國橋樑建設的新起點。
蕪湖長江大橋以其大規模,新技術和一流的質量,成為中國橋樑史上繼武漢,南京,九江長江大橋之後的第四座里程碑,它無愧於世紀橋樑標誌性工程的稱號。