三次“世界首次”书写中国桥梁智造新高度——南京江心洲长江大桥通车五年连获国际大奖

三次“世界首次”书写中国桥梁智造新高度——南京江心洲长江大桥通车五年连获国际大奖

2020年12月24日,一座采用“桥+隧”模式建设的超级跨江通道——南京江心洲长江大桥(南京长江第五大桥)正式通车。这座路线全长约10.3公里的跨江大桥,以两个主跨均为600米的三塔斜拉桥跨越长江主江,不仅是世界首座轻型钢混组合结构索塔斜拉桥,更在主体工程中创下三项“世界首次”,成为国内工厂化、装配化程度最高的特大跨径斜拉桥。通车五年以来,大桥先后获得2022年度国际桥梁协会“杰出桥梁结构奖”、“2022年全球最佳项目奖”等多项国际国内顶级荣誉,累计通行车辆已突破1亿辆次,以其卓越品质诠释了“中国智造”的深层内涵。

一、工程概况:两跨各600米的三塔斜拉桥

南京江心洲长江大桥是国家长江经济带综合立体交通走廊规划建设的重点项目,也是连接江南主城和江北新主城的重要纽带,是南京第7条过江通道。大桥起于浦口区五里桥,以三塔斜拉桥形式跨越长江主江,途经梅子洲(江心洲)落地,在长江夹江以隧道形式顺接建邺区江山大街隧道。跨江大桥长4.1公里,两个主跨均为600米,总跨径1796米,为双向六车道一级公路,路基和桥梁段设计时速100公里,隧道段设计时速80公里。

205国道和312国道在此共线过江,大桥同步纳入南京“高快速路系统”中绕城公路的重要组成部分,成为南京“高快速路环线”闭合的关键节点。

二、三次“世界首次”:轻型钢混组合的原创技术体系

江心洲长江大桥创造了三项“世界首次”。

世界首次在大跨度斜拉桥上采用钢混组合索塔。传统斜拉桥索塔要么是纯钢结构、造价高,要么是纯混凝土结构、自重大。江心洲大桥的钢混组合索塔在中塔内部填充混凝土,外部包裹钢结构,兼具混凝土的抗压强度和钢材的抗拉韧性。这一创新使桥塔自重减轻约15%,同时有效降低了地震作用下的基底弯矩。

世界首次在大跨度斜拉桥上采用粗骨料活性粉末混凝土桥面板结构。粗骨料活性粉末混凝土(CA-RPC)是一种新型超高性能混凝土材料,抗压强度可达120MPa至200MPa,是普通混凝土的3至5倍。将其应用于正交异性钢桥面板上,不仅使桥面铺装层厚度大幅减薄,结构自重减轻20%以上,还显著提升了桥面板的疲劳寿命。

世界首次采用短线法预制拼装波形钢腹板节段梁。北接线跨堤桥及滨江大道桥采用短线法预制拼装波形钢腹板连续箱梁,实现了桥梁上部结构的工厂化生产和现场快速拼装。

三、工厂化、装配化:国内预制装配程度最高的特大桥

江心洲大桥是“工业化建造”理念的集大成者。全桥钢结构、钢塔柱、CA-RPC桥面板及预制节段梁,均在工厂完成自动化生产,再运抵现场拼装。索塔钢结构节段采用大型浮吊高精度吊装,液压爬模配合智能化定位。主梁钢梁大节段最大吊装重达数百吨,从制造、运输、吊装到环缝焊接,各环节机械化、自动化程度处于当时国内领先水平。

全桥施工过程中运用了建筑信息模型技术进行全生命周期管理,将物理桥梁与数字模型对应,实现在线健康监测和早期故障预警。这一技术体系在施工阶段就大幅减少了现场浇注工作量和对长江通航的干扰,所有大型构件都在标准化条件下质量严控,创造了超高效率。

四、国际殊荣与运营成效

江心洲大桥先后获得2022年度国际桥梁协会“杰出桥梁结构奖”和《工程新闻记录》杂志(全球工程建设领域最权威的学术杂志)“2022年全球最佳项目奖”,以及2022年度中国公路学会“桥梁工程创新特等奖”,还获得省部级科技进步奖特等奖2项、一等奖3项。2023年6月26日,大桥工程正式通过交通运输部组织的竣工验收,工程质量等级和综合评价等级均为优良。

投入运营以来,大桥车流量增长迅速。截至2023年5月底,累计通行车辆6354.06万辆,最大日交通量达11.94万辆。大桥总体状况优良,桥梁结构安全,跨江主桥一直处于1类桥梁,隧道结构完好,道路优良率保持在100%。

五、区域意义:南京绕城公路环线正式闭合

大桥通车后,南京绕城公路快速环线正式闭合,环线任意两点开车1小时内可达,有效缓解了市内交通压力,为南京推动新型城镇化建设、实现跨江发展战略创造了良好交通基础条件。对于策应长三角一体化发展战略、推动长江经济带发展、支持国家级江北新区建设,均有重要意义。