松浦大橋,也是哈爾濱市自行組織建設(shè)的第一座跨江大型橋梁工程。
該橋南起松花江南岸道外區(qū)南新街,北至松花江北岸永勝路,毗鄰黑龍江科技大學(xué),路線全長(zhǎng)4.027公里,由南引橋工程、跨江大橋工程和北引橋工程三部分組成。其中主橋采用鉆石型獨(dú)塔雙索面斜拉橋,結(jié)構(gòu)為半漂浮結(jié)構(gòu)體系,主塔高160米,主橋長(zhǎng)476米(其中主跨268米,邊跨208米,跨度位列我國(guó)大跨度獨(dú)塔斜拉橋第八位),采用鋼-鋼筋砼疊合梁結(jié)構(gòu);引橋長(zhǎng)度3450米,采用鋼筋砼連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。主橋橋?qū)?9.5米,雙向八車道,設(shè)計(jì)車速80km/h,最大可滿足高峰小時(shí)9800輛通行能力,跨江大橋兩側(cè)各設(shè)2米寬的人行道。橋梁設(shè)計(jì)荷載采用城市A級(jí),橋下凈空不小于10米,可滿足松花江三級(jí)航道通行需要。
2011年11月7日,在北京人民大會(huì)堂揭曉的國(guó)家建設(shè)工程質(zhì)量最高獎(jiǎng)-----魯班獎(jiǎng)的獎(jiǎng)項(xiàng)目中,哈爾濱松浦大橋工程獲此殊榮。
該橋梁是哈爾濱市建橋史上工程規(guī)模大、工藝和科技含量高、綜合建設(shè)條件復(fù)雜的特大型橋梁工程,在國(guó)際上亦屬特大型橋梁工程。該橋建成后,極大緩解了原來(lái)只有松花江公路大橋一橋承載兩岸交通的壓力,提高南北城區(qū)大交通聯(lián)網(wǎng)組織能力,對(duì)推動(dòng)哈爾濱市“兩岸繁榮”戰(zhàn)略的實(shí)施具有重要意義。同時(shí)大橋通至松北后將與哈大、哈依、哈綏公路緊密相連,構(gòu)成江北地區(qū)重要的對(duì)外集散通道,為完善黑龍江省公路交通路網(wǎng)格局發(fā)揮重要作用,并有力地促進(jìn)松浦鎮(zhèn)的發(fā)展。松浦大橋通車后,松花江兩岸居民乘車過(guò)江時(shí)間將由原來(lái)的90分鐘大大縮短,時(shí)速80公里,5分鐘即可過(guò)江。作為飛架松花江南北兩岸的哈爾濱“龍骨”,松浦大橋的通車使松花江兩岸變通途,拓展了城市空間,對(duì)構(gòu)建哈爾濱公交線路的跨江連接新通道,打造哈爾濱“半小時(shí)生活圈”具有里程碑式的意義。
松浦大橋是由江中主塔斜拉疊合梁、灘島移動(dòng)模架連續(xù)梁和北汊懸澆變截面連續(xù)梁等多種結(jié)構(gòu)形式組成的超大型跨江大橋,也是位于嚴(yán)寒地區(qū)的哈爾濱市首次自行組織建設(shè)的大橋。為搞好大橋建設(shè),工程技術(shù)人員將在工程建設(shè)中采用多項(xiàng)新技術(shù)并開(kāi)展課題研究。
1、自平衡法工程樁承載力檢測(cè)技術(shù)
在松浦大橋工程樁中首次采用自平衡法進(jìn)行大孔徑工程單樁承載力試驗(yàn),該方法既節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用,又不占用場(chǎng)地,試驗(yàn)樁可做工程樁使用,該項(xiàng)試驗(yàn)對(duì)指導(dǎo)哈爾濱市今后大孔徑灌注樁工程樁基檢測(cè)具有突出的作用。
2、大口徑大承載力樁基極限承載力靜載試驗(yàn)技術(shù)
在松浦大橋南引橋采用靜載法對(duì)大口徑大承載力樁基進(jìn)行極限承載力試驗(yàn),這是哈爾濱市工程界首次進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目,其試驗(yàn)結(jié)果對(duì)指導(dǎo)哈爾濱市沿江地區(qū)工程建設(shè)采用大口徑大承載力樁基具有較普遍的指導(dǎo)意義。
3、大孔徑變截面超長(zhǎng)樁技術(shù)
大橋的主塔基礎(chǔ)采用了大孔徑變截面超長(zhǎng)樁,樁長(zhǎng)95米,上樁徑2.5米,下樁徑2米。既滿足冰體撞力、水流推力和樁身強(qiáng)度要求,又可節(jié)約工程造價(jià),提高基礎(chǔ)承載力。
4、大體積砼施工水化熱的控制技術(shù)
在主塔承臺(tái)施工中,砼達(dá)6000立方米,采取合理調(diào)整砼配合比、摻外加劑和冷卻管等方法控制大體積砼水化熱,確保砼的澆筑質(zhì)量。
5、160米高鉆石型主塔柱的爬模施工技術(shù)
該技術(shù)的難點(diǎn)在于,在東北地區(qū)首次采用變截面空箱斜向爬模連續(xù)節(jié)段施工技術(shù)。
6、高寒地區(qū)大跨度鋼砼疊合梁技術(shù)
在我國(guó)高寒地區(qū)鋼砼疊合梁的制造、安裝和使用中,兩種材料能否共同工作是一難題,采用高標(biāo)號(hào)砼、合理的鋼梁焊接技術(shù)和構(gòu)造措施,確保砼板與鋼梁的可靠連接,使其具有能夠適應(yīng)哈爾濱市高寒期的工作機(jī)理要求。
7、移動(dòng)模架施工技術(shù)
松浦大橋是東北地區(qū)首次使用移動(dòng)模架造橋施工技術(shù),該技術(shù)的采用可解決江中灘島軟弱地基易沉陷對(duì)上部連續(xù)梁施工的不利影響和避免汛期對(duì)工程施工的影響。
8、斜拉橋抗風(fēng)性能的研究
為保證斜拉橋顫振穩(wěn)定,防止發(fā)生渦激共振,組織課題開(kāi)展試驗(yàn)研究,確保大橋在施工過(guò)程中和建成運(yùn)營(yíng)后的抗風(fēng)穩(wěn)定性、安全性和適用性。
9、結(jié)構(gòu)抗震性能分析
鑒于近年來(lái)地震災(zāi)害對(duì)橋梁的影響,對(duì)該橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析、減隔震優(yōu)化設(shè)計(jì)及合理的抗震構(gòu)造措施等方面進(jìn)行系統(tǒng)的研究,為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性的科研參數(shù)支持。
10、施工監(jiān)控研究
通過(guò)分析和計(jì)算主橋大跨度系統(tǒng)在施工安裝的不同階段各部位的受力狀態(tài)和變形情況,提出梁和拉索之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,以指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工安裝控制。
松浦大橋·合龍深秋凌晨斜拉索合龍
松浦大橋?yàn)樾崩瓨?,鋼纜索的安裝也很有“講究”。因?yàn)殇撍鲿?huì)受溫度、光照等多方面因素的影響,而哈爾濱市四季氣溫溫差又很大,大約有70度的溫差,因此,在斜拉索合龍,即安裝最后一根鋼纜索時(shí),需該選擇溫度在攝氏零上七八度的時(shí)間,也就是哈爾濱市深秋季節(jié),這時(shí)鋼索受溫度影響小,為了避開(kāi)陽(yáng)光的照射,安裝時(shí)間則選在凌晨?jī)扇c(diǎn)鐘。因?yàn)槭孪榷家?jīng)過(guò)嚴(yán)格而精確的計(jì)算,安裝時(shí)間也就兩三個(gè)小時(shí)。
松浦大橋·安全極端大風(fēng)中照常通車
雖然哈爾濱市不是經(jīng)常刮大風(fēng)的地區(qū),但大橋在建設(shè)時(shí),也考慮了抗極端大風(fēng)的承受力。此前,有關(guān)部門(mén)曾做過(guò)抗風(fēng)試驗(yàn),結(jié)果顯示,鉆石形獨(dú)塔斜拉橋要比門(mén)式塔橋抗風(fēng)力更好。松浦大橋即使在極端風(fēng)速下也毫無(wú)問(wèn)題,保證橋梁穩(wěn)定。
這么高的橋肯定會(huì)“晃”,這是正常的,但晃動(dòng)過(guò)大也不安全,有時(shí)重載汽車通過(guò)大橋,也會(huì)對(duì)大橋產(chǎn)生影響。相比較而言,松浦大橋的設(shè)計(jì)要比國(guó)內(nèi)其他斜拉橋的晃動(dòng)小得多。為了減少晃動(dòng),在斜拉鋼纜索的兩端還要加裝阻尼器,以減小震動(dòng)對(duì)大橋的影響,人在橋上不會(huì)有任何晃動(dòng)的感覺(jué)。
松浦大橋·環(huán)保大橋建設(shè)環(huán)?!跋刃小?/p>
專家介紹說(shuō),大橋設(shè)計(jì)之初就通過(guò)了國(guó)家有關(guān)部門(mén)的環(huán)評(píng)。大橋在建設(shè)過(guò)程中也充分考慮了對(duì)環(huán)境的影響??缃髽蜚@孔灌注樁時(shí),會(huì)使用到化學(xué)泥漿。這些化學(xué)泥漿都呈強(qiáng)堿性,也是所有橋梁工程建設(shè)中較大的污染源,一旦進(jìn)入外泄,會(huì)對(duì)江水水質(zhì)和水下生物造成破壞。因此,建設(shè)部門(mén)專門(mén)對(duì)此進(jìn)行研究,將廢棄的泥漿全部用專用回收船運(yùn)走,以保證大橋建設(shè)對(duì)環(huán)境不造成任何破壞。
松浦大橋·主塔船只冰凌不會(huì)傷主塔
專家說(shuō),在大橋設(shè)計(jì)時(shí)已充分考慮到松花江上的船只和冰凌等意外因素。支撐大橋主塔的承臺(tái)高程為116米,一般情況下承臺(tái)會(huì)高出水面,船只的駕駛員會(huì)清楚地看到并避開(kāi)承臺(tái),即使真的撞上了,也只是撞在承臺(tái)上,不會(huì)對(duì)主塔和澆筑樁造成任何影響。而承臺(tái)外圍要加裝鋼板保護(hù),并采取了其他防撞措施,確保了大橋的絕對(duì)安全。因?yàn)椴捎昧舜罂缍鹊脑O(shè)計(jì),整個(gè)江面上除主塔外僅有兩個(gè)橋樁,這樣不僅減小的橋墩被撞的危險(xiǎn),對(duì)防洪也非常有好處。
松浦大橋·數(shù)字
·160米高主塔傾斜度不能超過(guò)3厘米
松浦大橋的主塔塔高為160米,按每層3米計(jì)算有50多層樓高,超過(guò)哈市除龍塔外的其他建筑。主塔分3大段,下塔段18米,是支撐大橋的;中塔段87米,向內(nèi)收縮;上塔段55米,是固定鋼纜索的。斜拉橋的特有結(jié)構(gòu),決定了塔身建設(shè)的精度要求近乎苛刻,如何保證主塔垂直樹(shù)立不發(fā)生傾斜是大橋穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。按著有關(guān)規(guī)定,主塔傾斜允許的誤差不能超過(guò)塔高的1/3000或3厘米。
·25根近百米長(zhǎng)澆筑樁支撐重量10萬(wàn)噸
松浦大橋是由25根深入地下95米的澆筑樁支撐起的承臺(tái),承臺(tái)上建設(shè)主塔。因此,整個(gè)大橋的重量全靠25根澆筑樁來(lái)支撐。這25根水中大口徑變截面超長(zhǎng)型澆筑樁為上粗下細(xì)形狀,下端的直徑為2米,上端直徑為2.5米,每根澆筑樁大約要用400立方米的混凝土,一根的重量就達(dá)960噸。而每根澆筑樁可以支撐3750噸的重量,25根則可以支撐僅近10萬(wàn)噸的總重量。水下基礎(chǔ)施工看不見(jiàn)摸不著,規(guī)定允許的誤差僅為1%,打下25根澆筑樁的難度可見(jiàn)一斑。
·承載大橋主塔的巨大承臺(tái)總重1.5萬(wàn)噸
大頂子山水庫(kù)蓄水后,松花江的江面將達(dá)到116米高程,江底高程為110米,25根澆筑樁幾乎全部打進(jìn)江底以下,25根樁上是一個(gè)長(zhǎng)60.218米(精確到了毫米,可見(jiàn)其施工精度)、寬19米、高7米的橢圓形承臺(tái),這大約比兩個(gè)籃球場(chǎng)還要大一些的巨大的實(shí)心混凝土有6000立方米,重量近1.5萬(wàn)噸,大橋的主塔就建在這個(gè)承臺(tái)之上。松浦大橋設(shè)計(jì)為鉆石形獨(dú)塔斜拉橋一共有108根斜拉鋼索,最長(zhǎng)的288米,最短的86米。