懸索橋也能跑高鐵？這座中國大橋填補世界空白！
“這座大橋的設計實施，在世界尚無工程先例，整個決策和實施過程都壓力巨大。”
“設計千米跨度懸索橋跑高鐵，體現了中國橋樑設計師的膽識。”
在江蘇省鎮江市
有這樣一座千米跨度懸索橋
Ta實現了全長6.409公里懸索橋一跨越江
Ta解決了懸索橋容易晃動的難題
Ta是世界上運行速度最快、運行荷載最大、跨度最大的公鐵兩用懸索橋
Ta填補了世界高速鐵路懸索橋的空白
Ta是誰？
在Ta身上又發生了什麼大事？
一起來了解——
11月30日，由中鐵大橋院集團設計、中鐵大橋局集團承建的世界首座高速鐵路懸索橋、中國首座公鐵兩用懸索橋——五峯山長江大橋順利結束連（雲港）鎮（江）高鐵聯調聯試任務，開始進入年底前的通車準備。
▲五峯山長江大橋
連鎮鐵路五峯山長江大橋是我國首座公鐵兩用懸索橋，也是世界上運行速度最快、運行荷載最大、跨度最大的公鐵兩用懸索橋。五峯山長江大橋設計為公鐵兩用，全長6.409公里，主橋最大單跨1092米。4線鐵路+雙向8車道高速公路，鐵路設計行車時速250公里，高速公路設計時速100公里。
▲五峯山長江大橋全景圖
在這座輕盈的千米大跨懸索橋上，鐵路部門曾以不同時速、不同車型、多線並行等不同組合反覆測試，平穩運行了近百天，創造了高速列車以時速275公里平穩通過的世界紀錄，各項指標均達到預期設計目標要求。
從力學角度看，在上千米的尺度上，懸索橋結構非常輕盈，有很大的變形空間。“通過幾噸、幾十噸重的汽車，給懸索橋帶來的變形幾乎忽略不計。”全國工程勘察設計大師、中鐵大橋勘測設計院集團副總工程師、五峯山長江大橋總設計師徐恭義説，然而通過百倍於汽車的一列高鐵時，相當於給大橋在短時內施加了一個巨大的荷載，給輕盈的懸索橋造成較大的幾何變形。而高速運行的列車，必須保持軌道具備相當的剛度，任何一點小小的變形，都可能導致安全隱患。
在2020年8月11到14日，五峯山長江大橋順利完成了荷載試驗，為大橋通車奠定了堅實基礎。五峯山長江大橋荷載試驗總分為靜載試驗及動載試驗。中鐵大橋院集團旗下子公司中鐵橋隧技術有限公司參與的靜載試驗採用2列列車（機車+20輛重車+機車+19輛重車+機車）及72輛30t載重汽車，合計重量約9500t。共分為5個輪位，分別對邊跨跨中最大正彎矩、主塔處最大負彎矩、中跨四分點最大彎矩、中跨跨中最大正彎矩進行加載。同時中鐵橋隧技術有限公司還承擔了五峯山長江大橋的施工監控監測、健康監測系統、主纜除濕系統等工作。
什麼是聯調聯試？
聯調聯試是採用高速檢測列車等測試設備，在鐵路開通運營前，對沿線軌道、接觸網、通信、信號燈各項設備逐步進行測試，並依據測試結果對發現的缺陷進行調整。通過列車與軌道、接觸網的反覆磨合，直至各個系統以及整體系統符合高速運行及動態驗收標準的過程，為開通運營提供重要技術保障。檢測試驗內容包括軌道、道岔、路基、橋樑等多個項目。
“桁架+懸索” 實現以剛克柔
當浩蕩長江流至五峯山腳下，寬闊的江面突然變窄，寬度僅有1200米，這是適合建橋的理想橋址。
據中鐵大橋局五峯山長江大橋項目總工馮廣勝介紹，從結構受力上來講，此處最有利的橋型就是懸索橋。相對其它橋樑結構，懸索橋屬於典型的柔性結構，變形空間大，容易做到大跨度、高架空，遭遇地震、沉降等自然災害也不易損壞。
五峯山長江公鐵大橋搭載的4線高速鐵路和8車道高速公路使大橋主樑的總荷載達到17萬噸，接近三艘滿載的遼寧號航空母艦的重量，如此大的荷載，給五峯山長江大橋的建設提出了空前的挑戰。為了保障運行安全，就要以剛克柔，給柔軟的懸索橋添幾分“硬氣”。五峯山長江大橋採用了**“桁架+懸索”**的組合結構，把原本柔軟單薄的橋面板改成了堅固的桁架，增加了橋的剛度，也為建成世界首座高速鐵路懸索橋增添了可能性。
技術突破 填補世界空白
中國鐵路總公司、國家鐵路局、上海局集團公司、中國中鐵股份有限公司等共立項20多項重點科研課題，對千米跨度公鐵兩用懸索橋關鍵技術展開科研攻關，突破了千米跨度懸索橋結構構造及合理剛度、千米跨度懸索橋列車系統失穩臨界風速與車速限值、千米跨度懸索橋軌道結構適應性及幾何形位控制、千米跨度懸索橋設計荷載模式、山壑區傾斜高強岩層中超大基坑的開挖與填築、超大平面尺寸陸地沉井施工等多項關鍵技術。
橋樑建設者不斷地優化施工工藝，研發新材料、新技術、新裝備，以此保證大跨度橋樑的安全和施工質量，取得了一系列創新。例如，世界上首座採用板桁結合鋼桁梁的公鐵兩用懸索橋；世界上首次採用單面焊接兩面成型U肋焊接技術的公鐵兩用懸索橋，解決了焊縫容易疲勞破壞的難題；世界上首次採用軋製成型不鏽鋼複合鋼板的公鐵兩用懸索橋，解決了鋼板的鏽蝕問題等等。
業內專家表示，五峯山長江大橋為世界首座高速鐵路懸索橋，中國首座公鐵兩用懸索橋，中國首座鐵路懸索橋，首次實現鐵路橋樑一跨越過長江天塹。建成後將填補世界高速鐵路懸索橋、中國公鐵兩用懸索橋和中國鐵路懸索橋三項空白，並在國際範圍率先建立起中國高速鐵路懸索橋的設計方法、計算理論和相關技術標準。“五峯山長江大橋鐵路懸索橋技術取得了一系列國際性突破、具有開創性意義。”中國工程院院士盧春房説。
懸索橋平穩跑高鐵
“五峯山長江大橋設計主跨1092米的公鐵合建鋼桁梁懸索橋方案，豎向與橫向均為五跨連續結構，主樑採用新型鋼桁加勁梁結構，上層公路8車道橋面總寬46米，下層鐵路4線橋面全寬31.7米。”徐恭義説，通過合理的結構設計和準確的理論分析，再輔以有效的阻尼約束和多向支撐體系設置，從根本上保證了結構受力穩定性，解決了懸索橋容易晃動的難題。
▲五峯山長江大橋聯調聯試檢測車輛
為保證大橋的穩固，五峯山大橋使用了直徑1.3米的主纜，由4萬根直徑僅5.5毫米、長約2000米的高強度鋼絲組成，為目前世界範圍內最大直徑主纜，各項性能遠優於普通主纜鋼絲，單根主纜拉力高達9萬噸，足以吊起1.5艘滿載的“遼寧”號航空母艦。
今年5月，6套5G通信射屏無線裝置在五峯山長江大橋南北兩個輸電鐵塔架設完成。這是全國首次在跨江鐵塔上建設部署移動、電信、聯通三大通信運營商設備的5G共享基站。這不但能保證未來經過五峯山大橋的旅客5G信號會持續暢通，也為未來高精度智能巡檢橋樑、在橋上實現無人駕駛汽車上路、交通狀況車路協同提醒、霧天安全行駛智能誘導、橋樑段雨雪天氣下自動加熱除冰等交通新技術提供了可能性。
逢山開路 遇水架橋
他們的字典裏沒有“退縮”
他們努力探索着未知
把藍圖變成了坦途
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