世界第一钢拱桥“飞燕展翅”——重庆朝天门长江大桥以552米主跨改写拱桥历史

 世界第一钢拱桥“飞燕展翅”——重庆朝天门长江大桥以552米主跨改写拱桥历史

2009年4月28日,一座主跨552米的钢桁系杆拱桥在长江之上飞架南北,将以“拱桥之王”的姿态载入世界桥梁史册。这就是被誉为“世界第一钢拱桥”的重庆朝天门长江大桥,位于朝天门港下游1.7公里处,连接江北五里店与南岸弹子石,是国家高速G65包茂线的重要组成部分。大桥以两项“世界第一”——主跨552米世界最大跨度拱桥、145000kN抗震球形支座世界同类桥型承载力最大——以及双层公轨合建设计,成为重庆作为“中国桥都”最耀眼的标志性工程之一。作为重庆市乃至中国拱桥技术的巅峰代表,朝天门长江大桥先后获得中国建设工程鲁班奖、中国土木工程詹天佑奖等多项国家级荣誉,至今仍是世界拱桥建设史上不可逾越的丰碑。

一、工程概况:双层公轨合建的“飞燕”奇观

朝天门长江大桥正桥全长932米,采用跨径组合190米+552米+190米的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥结构,主跨552米,被誉为“飞燕式”钢桁拱桥,南北引桥长495米和314米,均为双层预应力混凝土连续箱梁桥。主桥宽36.5米,上层桥面为双向六车道公路和两侧人行道,下层中间为双线城市轨道交通,两侧各预留一个7米宽的汽车车行道,是我国目前最大的公轨两用桥。

大桥创造了两项世界第一:一是主跨552米为世界已建成的跨度最大的拱桥,至今仍稳居全球钢拱桥跨径之首;二是主桥中支点支座采用145000kN的抗震球形支座,是世界同类桥型承载力最大的球形支座。全桥钢梁总重4.7万吨,工程总投资20.72亿元,于2004年12月29日开工建设,2009年4月28日完成竣工验收,建设周期历时约四年半。

二、科技创新:“无应力合龙”改写建桥规则

朝天门大桥的建设,在大跨度钢桁拱桥的设计理论、施工工艺和关键装备等多个维度实现了颠覆性突破。

首创多肋飞燕式钢桁无推力拱结构体系。 552米跨多肋飞燕式钢桁拱结构体系,将古典拱桥美学与现代钢桁技术完美融合。大桥主拱通过高强螺栓连接,无一处焊接,对每一个高强螺栓的拼装误差要求极严,全桥数万个螺栓的安装精度控制在毫米级之内。

首创世界最大承载力抗震球形支座。 145000kN抗震球形支座为世界同类桥型承载力最大的球形支座,其承载能力相当于1.45万吨物体重量,经受了最严苛的静动载试验考核,为大桥抵御西南地区地震风险提供了坚实的冗余保障。

实现主拱与刚性系杆“无应力合龙”。 成功研制21000kN·m国内最大拱上爬行架梁起重机,采用切线拼装取代传统的折线拼装;首次实现主拱与刚性系杆无应力合龙,采用17000kN/束钢绞线斜拉扣索单根索力张拉一次到位及均匀性控制技术。

精细化仿真分析。 首次采用实际施工位置计算的精细化有限元仿真分析,对施工全过程进行非线性分析;首次利用地震台激励分析大桥结构动力特性、模拟地震试验和抗震性能分析;首次对公轨两用特大钢桁拱桥进行车桥耦合振动分析。

创新疲劳试验研究方法。 首次制定了钢桁拱桥特殊构造节点疲劳试验研究方法,提出其节点疲劳破坏历程。全桥钢构件全部为摩擦型高强螺栓连接,高强螺栓之间的拼装误差控制极为严格,实现全桥无一处焊接的精密装配。

三、文化地标:桥都重庆的“封面之作”

朝天门大桥因地处重庆古城门朝天门而得名。“朝天门”作为重庆的城市原点,承载了千年的码头文化与山城记忆。大桥双拱造型取自“飞燕展翅”意象,与渝中半岛的天际线相得益彰。每当夜幕降临,拱身亮起红色的景观灯带,如长虹卧波倒映在滔滔江水中,成为国内外游客必到打卡的“桥都封面”。上层行车、下层轻轨的设计,使游客站在桥面人行道上可俯瞰江面船行,体验山城立体交通的独特魅力。2008年5月主桥合龙时,这座552米主跨的钢桁拱桥以古典与现代交融的姿态吸引了全球桥梁界的目光,被誉为“世界拱桥建设史上的一座里程碑”。