近日,隨著(zhù)主航道橋最后一根碳纖維水平拉索架設完成,江蘇常泰長(cháng)江大橋工程設計上的又一個(gè)世界首創(chuàng )——溫度自適應塔梁縱向約束體系順利實(shí)現。此前,大橋在350米高主塔施工過(guò)程中已相繼實(shí)現了減沖刷減自重臺階型沉井基礎、“鋼—混”混合結構空間鉆石型橋塔和鋼箱—核芯混凝土組合索塔錨固結構等三項世界首創(chuàng )設計。至此,大橋工程四項世界首創(chuàng )設計全部成功落地,這是國內超大跨徑橋梁在新結構、新材料、新設備、新工藝等方面的重大技術(shù)突破。
常泰長(cháng)江大橋是長(cháng)江上首座集高速公路、城際鐵路、普通公路三種方式于一體的過(guò)江通道??缃鳂蛴梢蛔骺?208米鋼桁梁斜拉橋和兩座主跨388米鋼桁拱橋組成,創(chuàng )下了最大跨度斜拉橋、最大跨度公鐵兩用鋼桁拱橋和最大連續長(cháng)度鋼桁梁的世界紀錄。為了優(yōu)化大跨徑橋梁結構受力,經(jīng)過(guò)細致嚴謹的設計,建設團隊通過(guò)在常泰長(cháng)江大橋主航道橋跨中鋼桁梁底部和主塔橫梁之間設置水平拉索,形成了溫度自適應塔梁縱向約束體系。
該體系在未增加橋梁結構的自身重量的條件下,通過(guò)改變縱向荷載的傳力路徑,自動(dòng)適應橋梁結構因溫度變化產(chǎn)生的變形。相比傳統的橋梁結構體系,該體系不僅能夠有效降低結構內力,減小結構尺寸,還將橫向橋面伸縮幅度由原來(lái)的1米降低到80厘米左右,有效提高了行車(chē)舒適度,一定程度上延長(cháng)了橋梁使用壽命。
為了充分發(fā)揮溫度自適應塔梁縱向約束體系的作用,建設團隊研發(fā)了抗拉強度達到2600MPa的碳纖維復合材料。這種新型纜索材料對溫度變化不敏感,具有材質(zhì)輕、抗拉強度大、耐腐蝕等特性。建設團隊用時(shí)六年,全面攻關(guān)纜索材料生產(chǎn)工藝和關(guān)鍵核心技術(shù),相關(guān)科研成果達到國際領(lǐng)先水平。常泰長(cháng)江大橋水平拉索單根由127絲直徑7毫米碳纖維復合材料組成,為目前世界上碳纖維拉索長(cháng)度最長(cháng)、規?;昧孔畲蟮墓こ添椖?,單根水平拉索長(cháng)559米,全橋28根水平拉索總重量達到130噸。