张靖皋长江大桥 :世界最大跨径的桥梁工程

更新时间:2023-08-15 15:10

张靖皋长江大桥,位于江苏省张家港市靖江市如皋市之间,跨越长江,全长约29.8公里,其中跨江段长7.859千米。大桥采用双向八车道,设计时速100公里/小时,连接苏州市泰州市南通市三市,由南引桥、南航道桥、中引桥、北航道桥、北引桥等部分组成。该大桥是沪苏通长江公铁大桥上游约16公里处,江阴大桥下游约28公里处的一座重要桥梁,为世界最大跨径的桥梁工程,由中交二航局、中国铁建大桥工程局集团有限公司等单位负责建设施工。

2022年2月18日,在张靖皋长江大桥民主沙岛北侧水域,特种船舶“海力801”开始打桩,标志着大桥临时配套工程水上施工全面开启。2022年6月28日,张靖皋长江大桥项目主体工程全面开工。2022年7月22日,张靖皋长江大桥南航道桥南锚基础槽壁加固首根三轴搅拌桩顺利开钻,标志着桥梁锚碇基础施工拉开序幕。10月21日,张靖皋长江大桥南航道桥南主塔最后一根钢护筒被成功打入,大桥水上打桩施工结束。 2023年2月9日,张靖皋长江大桥ZJG-C1标段钢塔制造开工仪式举行,标志着张靖皋长江大桥南航道桥钢塔制造项目进入全面投产阶段。 5月10日,其南航道桥北主塔97根桩基全部完成,标志大桥主体工程施工进入新的阶段。12月28日,张靖皋长江大桥南航道桥南锚碇基础地连墙施工顺利完成,大桥也初具雏形。2024年3月,张靖皋长江大桥建设取得重要进展,南航道桥南主塔上下游主塔塔柱实现第一节段精准安装,标志着南主塔进入“拔节长高”新阶段。

张靖皋长江大桥计划2028年10月建成,届时仅需4分钟就可以从苏州市到达南通市,长江南北往来更加方便。大桥建设在带动相关产业发展的同时,也对地方经济产生一定的带动作用。

建设历程

前期工作

2020年3月,国家相关部门印发《长江干线过江通道布局规划(2020—2035年)》,南通共有8个过江通道项目得到规划支持,形成“八龙过江”格局,张靖皋长江大桥是“八龙过江”格局中的“第四龙”,也是江苏做好区域互补、跨江融合、南北联动大文章的重点工程。该桥连接江苏苏州市泰州市南通市三市,起自南通市如皋市石庄镇西侧与上海—西安高速公路交叉处,跨越江心洲(泰州市靖江民主沙岛),止于苏州市张家港疏港高速公路晨阳互通,线路全长30公里,跨江段全长7859米。由中交二航局中国铁建大桥工程局集团有限公司等单位负责建设施工。

2021年7月22日,张皋过江通道工程可行性研究报告获得省发改委批复。即该项目完成了立项、可行性研究等一系列前期准备,进入初步设计、施工图设计等开工准备阶段。11月24日,张靖皋长江大桥施工图设计及咨询工作大纲通过省交通工程建设局张靖皋长江大桥建设指挥部组织的审查。同年12月2日,张靖皋长江大桥锚碇基础施工、索塔施工及施工质量检验评定标准三项专题工作大纲,通过了省交通工程建设局组织的专家评审。

配套建设

2022年2月18日,在张靖皋长江大桥民主沙岛北侧水域,特种船舶“海力801”开始打桩,由中交二航局施工的首根钢管桩顺利打入,标志着大桥临时配套工程水上施工全面开启。3月5日,张靖皋长江大桥临时配套工程民主沙岛水上平台提前一周完成174根钢管桩的打桩施工,为后续平台搭建打下了良好的基础。5月24日,其新型开口肋正交异性钢桥面板足尺大模型试验方案、超大跨径悬索桥阻尼系统研发专题工作大纲,通过了江苏省交通工程建设局组织的审查。

2022年6月16日,张靖皋长江大桥建设配套工程——长约3150米的35千伏海缆顺利从民主沙岛靖江侧穿江抵达长江北岸南洋船厂,完成了长江江苏段最长过江海缆铺设,这条水下电缆也成为中国国内最长过江海缆。该35千伏过江海缆工程将主要为民主沙岛上张靖皋大桥主体工程建设提供电力支持,工程施工主要采用钢管套装电缆定向钻的方式。海缆管道长3150米、重约300吨,刷新了中国国内配电管道一次性穿越长江长度纪录,施工难度大、技术要求高。

主体建设

2022年6月28日,张靖皋长江大桥项目主体工程全面开工。7月1日,张靖皋长江大桥南航道桥地连墙试验段钢箱制造正式启动,标志着当前世界最大地连墙锚碇复合基础进入实施阶段。同月22日,张靖皋长江大桥南航道桥南锚碇基础槽壁加固首根三轴搅拌桩顺利开钻,标志着当前世界最大跨度桥梁锚碇基础施工拉开序幕。南航道桥南锚碇采用支护转结构复合地连墙基础,施工面积相当于15个标准篮球场大小,建成后为当前世界最大体积地连墙锚碇基础。同月29日,大桥迎来开工以来的首个重要建设节点,主体工程打下第一桩。8月,大桥主体结构水上施工开工。同月20日,其主体工程施工现场,首根平台钢管桩被顺利打下。大桥主体工程共计有163根桩,其中辅塔的42根钢护筒已经完成施工。

2022年9月16日,张靖皋长江大桥超大跨径缆索承重桥梁大变位自适应模块式伸缩缝研究及应用、超大跨径悬索桥巡检维养装备研发两项专题工作大纲通过省交通工程建设局组织的评审。南航道桥缆跨布置为(660+2300+1220)米,为当前世界最大跨度桥梁。 10月10日,张靖皋长江大桥建设指挥部举行ZJG-A1标南航道桥南锚碇地连墙钢箱制造开工仪式,标志着当前世界最大地连墙锚碇主体钢箱制造正式启动,项目进入全面施工阶段。同月15日,张靖皋长江大桥南航道桥北锚碇地连墙钢箱制造开工仪式举行,标志着大桥南航道桥南、北锚碇地连墙钢箱均进入制造阶段。 隔日上午,随着常泰长江大桥4号墩墩顶横梁浇筑完成,历时两年的大桥(跨江段)主体工程下部结构施工全部完成,上部结构施工全面推进。10月21日,张靖皋长江大桥南航道桥南主塔最后一根钢护筒被成功打入,大桥水上打桩施工结束。

2022年11月14日,张靖皋长江大桥北航道桥北索塔主墩首根桩基浇筑完成。 继11月19日张靖皋长江大桥南航道桥南锚碇地连墙开槽施工后,11月22日,大桥北航道桥南锚碇地连墙开槽施工,标志着大桥锚碇施工由试验准备阶段进入正式施工阶段。11月25日,张靖皋长江大桥南航道桥北主塔钻孔桩顺利开钻。12月3日,张靖皋长江大桥北航道桥开始拼装。同月17日,在张靖皋长江大桥北航道桥北锚碇项目施工现场,口字型的首节段钢壳嵌入大地。这也意味着中国公路桥梁最大沉井首个工程验收完成。12月28日,江苏省过江通道重点实施项目张靖皋长江大桥建设迎来重大阶段性进展——高350米、距离江堤约1200米的水上主塔首根钻孔桩顺利开钻。

全面建设

2023年2月9日,张靖皋长江大桥ZJG-C1标段钢塔制造开工仪式在中铁山桥集团有限公司南通基地举行。随着焊接机器人的点火,标志着张靖皋长江大桥南航道桥钢塔制造项目进入全面投产阶段。 同月,大桥北主塔工程有序推进。3月,张靖皋长江大桥南航道桥北主塔第56根钻孔桩顺利完成施工,主塔桩基任务完成近六成。该月26日,张靖皋长江大桥北航道桥北锚碇沉井首节钢壳混凝土浇筑完成,全面进入沉井基础接高下沉施工阶段。同月31日,张靖皋长江大桥进入承台施工阶段。该日下午,在张家港海事局的维护下,张靖皋长江大桥南航道桥辅墩围堰成功合龙,工程将全面进入辅墩主体结构全面施工阶段。

2023年4月12日,位于长江如皋市民主沙岛上的张靖皋长江大桥ZJG-A2标段,经过工地建设者们的施工建设,张靖皋长江大桥主塔区共97根桩,已完成72根。4月15日,张靖皋长江大桥关键控制性工程——南航道桥南主塔桩基施工完成。4月28日,张靖皋长江大桥南航道桥南主塔首根锁扣钢管桩精准入江,南航道桥主塔围堰施工正式启动。同月10日,其南航道桥北主塔97根桩基全部完成,标志大桥主体工程施工进入新的阶段。19日,张靖皋长江大桥ZJG-C1标段主塔立式预拼装专项方案顺利通过专家评审,标志着主塔制造进入加速建设阶段。

2023年7月26日,在位于江苏张家港市的张靖皋长江大桥南航道桥辅塔施工现场,重约83吨的首节段钢塔稳稳落在承台支墩上,标志着大桥主桥建设正式转入塔柱施工阶段。同日,大桥主桥建设正式转入塔柱施工阶段。南航道桥辅塔为全桥唯一一座辅塔,塔高130米,采用H型钢壳-混凝土组合结构。此次吊装为辅塔首节段,长16米、宽7米、高5.1米,重约83吨。大桥南、北航道桥已高质量完成索塔桩基,正在加快推进承台塔座施工;南航道桥锚碇地连墙施工已完成近半,北航道桥南锚碇地连墙施工已完成,正在进行深层地基加固处理,北锚碇沉井正在进行第四节混凝土浇筑。 8月31日,张靖皋长江大桥北航道桥北索塔承台混凝土浇筑施工顺利完成,成为全桥首个浇筑完成的主塔承台,标志着大桥建设正式进入钢塔施工阶段。

2023年9月1日,随着浇筑指令下达,中铁十四局集团有限公司北沿江高铁八标制梁场迎来首孔箱梁生产,为后续架梁及下一步施工奠定坚实基础。4日,张靖皋长江大桥南航道桥北主塔承台第一层钢筋开始绑扎,其悬索桥北主塔承台施工正式开始,拉开了张靖皋长江大桥南航道桥北主塔建设序幕。 同月7日,重达86.52吨的张靖皋长江大桥南航道桥辅塔第二节段钢塔被平稳吊放至承台上,张靖皋长江大桥南辅塔塔柱施工“再下一城”。

2023年10月,张靖皋长江大桥南、北航道桥主辅塔桩基施工已完成,正在快速进行承台施工。 截至10月3日,项目已施工1481根加固桩,占加固总量的60%,较原节点目标提前1个月,为2024年汛期前完成基坑封底奠定了良好基础。11月10日,由中国铁建大桥工程局集团有限公司承建的张靖皋长江大桥北航道桥北索塔首节钢塔吊装到位,设计总高达217米的主塔正式进入钢塔施工阶段。 同月29日,张靖皋长江大桥北航道桥南索塔塔座全部浇筑完成,标志着索塔土建基础工程全部完成。12月3日,张靖皋长江大桥北航道桥北索塔施工现场,设计总高达217米的主塔正在进行钢塔施工。12月28日,随着最后一幅二期钢筋笼槽段浇筑完成,张靖皋长江大桥南航道桥南锚碇基础地连墙施工顺利完成,这座庞大的“地下城堡”初具雏形。

2024年1月3日,张靖皋长江大桥南航道桥北锚碇最后一幅一期槽地连墙混凝土浇筑完成。 同月10日,江苏张靖皋长江大桥北航道桥南锚碇深层地基加固全部完成。该月16日,由中国铁建大桥工程局集团有限公司承建的张靖皋长江大桥南航道桥中引桥CY18号墩左幅墩身第11节完成封顶浇筑,标志着张靖皋大桥首节墩身完成施工。2月2日,张靖皋长江大桥锚碇地连墙最后一个槽段成功封孔筑砼,全桥段地连墙基础施工全部完成。同年3月,张靖皋长江大桥建设取得重要进展,南航道桥南主塔上下游主塔塔柱实现第一节段精准安装,安装误差控制在2毫米内,标志着南主塔进入“拔节长高”新阶段。

桥梁设计

桥梁位置

张靖皋长江大桥连接江苏苏州市泰州南通镇三市,起自南通市如皋市石庄镇西侧与上海—西安高速公路公路交叉处,跨越江心洲街道(泰州市靖江民主沙岛),止于苏州市张家港疏港高速公路晨阳互通。该大桥位于江阴长江大桥下游约28公里处,沪苏通大桥上游约16公里处。项目北起G40沪陕高速石庄互通,终点接位于张家港保税区内的S82疏港高速晨阳互通。

桥梁结构

张靖皋长江大桥由南、北接线和跨江大桥三部分构成。 全线设4座互通立交,1座服务区。其中全长7859米的张靖皋跨江大桥是通道的控制性工程,设计采用2300+717米悬索桥方式跨越长江主航道。其中跨越长江福姜沙南水道的南航道桥,主跨2300米,是张靖皋长江大桥的主桥,也是“中国桥”首次突破2000米跨径大关的大桥工程。

设计参数

张靖皋长江大桥连接苏州市、泰州、南通三市,跨江段全长7859米。该桥是当前世界最大跨度悬索桥,主跨2300米,其主塔塔高350米,为当前世界最高悬索桥索塔。其中,北航道桥为主跨1208米的双塔单跨吊悬索桥,南航道桥为主跨2300米的超大跨径悬索桥。北航道桥北锚碇基础的沉井结构长75米、宽70米、深57米,为中国公路桥梁领域最大沉井基础。相关主要参数为:

建设成果

工艺成果

张靖皋长江大桥作为一座世界级桥梁,对于精度控制有极其严苛的要求,350米垂直高度允许偏差仅仅在88毫米以内,相当于只有一个拳头的距离。主塔制作由30个节段组成,这就要求每个节段垂直度偏差需控制在2毫米以内,相当于4层楼的高度允许偏差值只有米粒大小。张靖皋长江大桥使“中国桥”首次突破2000米跨径大关,在新结构、新工艺上不断突破,填补多项中国国内外技术空白。其中,大桥南航道桥北主塔首创钢箱-钢管混凝土约束组合体系,其截面设计为多室异形结构,现场工程用钢量约为3.4万吨,建设完成后,这个350米高的主塔也成为截至2024年的当前世界第一高悬索桥索塔。

针对钢塔制造面临的超大径钢管制作与定位精度控制、特厚承压板焊接变形控制、多闭合环结构钢塔组焊精度控制、超高超重钢塔预拼精度控制等重难点问题,建设团队秉持“工点工厂化、建造智能化、施工标准化、产品数字化、管理信息化”的建设理念实行施工。项目通过开展多阶段工艺试验研究,研发了智能化控制系统,并通过精细化管理等手段,解决了深层地基加固成孔垂直度、黏土层成桩直径及强度、桩间咬合效果等工程技术难题。

“世界之最”

截至2024年,张靖皋长江大桥有六项“世界之最”:为当前世界最大跨径桥梁、世界最高索塔、世界最长高强度主缆、当前世界最大地连墙锚碇基础、世界最长连续长度钢箱梁、当前世界最大位移量伸缩装置。

“世界首创”

截至2024年,张靖皋长江大桥在设计上还有六项“世界首创”:首创超大跨度悬索桥主缆自平衡结构体系,首创超高钢箱—钢管约束混凝土组合索塔,首创超大规模支护转结构复合地连墙锚碇基础,首创热轧L肋隔板连续正交异性钢桥面板系统,首创全桥一体化智能防腐体系,首创智能感知可更换锚固体系。

建设意义

推动长三角区域一体化

张靖皋长江大桥建设对落实长三角区域一体化发展和长江经济带发展国家战略,优化长江干线过江通道布局,完善区域路网布局,促进跨江融合发展,建设高水平扬子江城市群等具有重要意义。大桥建成后进一步拉近苏州市南通市、泰州三市的时空距离,推动长三角区域一体化发展。

缓解上下游交通压力

截至2024年,从南通到苏州市,当下最便捷的方式是走苏通长江公路大桥沪苏通长江公铁大桥,而张靖皋长江大桥建成后作为张家港市如皋市之间最便捷通道,将有效缓解苏通大桥、沪苏通长江大桥,以及江阴长江大桥的拥堵。届时仅需4分钟就可以从苏州到达南通,长江南北往来将更加方便。

降低企业物流成本

交通设施的改善除了满足当下出行需求,也会刺激客流和货流的潜在需求。张靖皋长江大桥建成后的连通效应和溢出效应明显,大桥的建设加速了资源要素的跨区域流动,降低物流企业成本和企业物流成本。

相关事件

中交二航局黄修平介绍施工情况

2024年3月,中交第二航务工程局有限公司技术中心副总工程师、张靖皋长江大桥常务副总工程师黄修平介绍了相关施工情况,张靖皋长江大桥对于精度控制有着极其严苛的要求,350米高的主塔,垂直度允许偏差不超过87毫米,相当于只有一个拳头的距离。主塔制作由30个节段组成,这就要求每个节段垂直度偏差需控制在2毫米以内,相当于4层楼的高度允许偏差值只有绿豆大小。而南锚碇超深地连墙要求成槽垂直度必须控制在1/800以内,也就是说,需要往地下挖一条1.5米宽、4米到15米长、83米深的矩形深坑,上下误差不能超过10厘米,其难度就如在30层高楼顶用大型设备轻松地抓起地上的一块硬币。

南主塔进入“拔节长高”新阶段

2024年3月1日上午,世界最大跨度悬索桥——张靖皋长江大桥建设取得重要进展,南航道桥南主塔上下游主塔塔柱实现第一节段精准安装,安装误差控制在2毫米内,标志着南主塔进入“拔节长高”新阶段。此次首节段施工通过166根锚杆将混凝土塔座和钢混主塔紧紧锚固在一起,实现两者的紧密连接。首节段的定位精度对后续节段的安装控制至关重要,锚杆安装和钢塔制造的精度是首节段塔身精准安装的先决条件。

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