沪通大桥发生偏移,1.5万吨的钢沉井歪了,该如何补救?
沪通大桥又叫沪苏通长江大桥,这座桥于2014年开始修建,到2020年开始通车。但是近年来,这座大桥的一个主桥墩发生了严重的偏移,这可愁坏了想换的维护公司。
在2020年的时候,沪通大桥那可是江苏省的骄傲,这座大桥创下世界多个第一,而且采用了很多前所未有的新技术。
沪通长江大桥采用斜拉桥设计,主跨度达到1092米,采用钢箱梁和混凝土桥面板的组合结构。该桥采用双塔双索面,每根斜拉索由127根直径7毫米的高强度钢丝组成,总长度达到3000多米,它是世界上跨度最大的公铁两用斜拉桥。
由于长江水流湍急、泥沙量大、以及航道繁忙等因素,沪通长江大桥的施工难度极大。建设过程中,采用了多项先进技术,如自浮式围堰、大直径长距离水平顶推等,确保了施工的安全和质量。
设计和施工过程中也有一些创新技术,可以写入土木老哥们的教科书中,比如这座跨江大桥采用了一种新型的“钢-混”组合结构,实现了桥面刚度和承载能力的有效提升;同时,研发了一种高强度、高韧性、耐腐蚀的桥梁用钢,满足了大桥长期使用的需求。
当时大桥开通后,江苏省官方发文:沪通长江大桥的建设也是中国桥梁建设技术的一次集中展示。
作为一座跨度巨大的公铁两用斜拉桥,沪通长江大桥的建成标志着中国桥梁建设技术的又一重大突破,为中国桥梁事业的发展树立了新的里程碑。
然而还没到三年时间,打脸的事件来了,有人发现沪通大桥产生了偏移,而且角度还非常大,专家通过测量后得出数据,一个钢沉井两边离江面高度差竟然有9米之多。
什么是钢沉井呢?
钢沉井是一种大型的浮式结构,其设计目的是为了承受大桥的主桥墩重量,并确保桥墩在施工和运营过程中的稳定性,也就相当于大桥的地基,这种地基是非常难造的。钢材要耐腐蚀,通常需要使用大型一体压制成型的钢板和大型焊接设备,还要严格按照设计要求进行组装和加工。沪通大桥一个钢沉井的重量就有15000吨,这么重的一个庞然大物,怎么会歪的呢?
主要是长江的水和泥沙共同作用导致的 。
湍急的江水在流过钢沉井的时候,两边产生了一个流速差,快的那一面水底的泥沙被冲掉了,而慢的这一面泥沙还保留在底部。
其实在安装这个钢沉井的时候,设计人员就已经做了最大的努力,南京水科院还进行了模拟实验,通过计算可以得出,河道的泥沙冲刷是在2.5-7.5米之间,最大也不会超过11.2米,整个钢沉井会受到700吨左右一个水平的力。
为了抵消这个力南京水科院设计两道保险,一个是在钢沉井受力一侧打上一个3.5米直径的钢桩,这个钢桩比孙悟空的定海神针还要重几十倍。另外还加了一个900多吨的重力锚,确保万无一失。
不过由于加工不精确,让钢沉井两边水流产生速度差,最后先受不住的是底部的泥沙。结果钢沉井水平方向没有移动,上下高度却产生了偏差。
这么大的一个家伙,该怎么样才能把它扶正呢?
首先是在钢沉井高的那一侧进行吸土作业,然后用混凝土填充;在低的那一侧注泥水,让这一侧缓缓抬高。之后打上钢桩浇筑混凝土,同时扩大低的一侧与河床的接触面积,防止日后还会沉降。
另外,对整个钢沉井外形进行重新测量,在外部焊接一些挡水板,这样可以调整两边水流速度差,让两边保持一致。同时在桥墩的前面用大型鹅卵石和泥沙堆积成一个三角形的浅滩,这样可以抵挡长江汛期时湍急的水流。几个方案一同施行,终于搞定了沪通大桥倾斜问题。
沪通长江大桥的建设对于促进长三角地区的经济发展具有重要意义,这座大桥可不能塌。
沪通大桥的建成通车缩短了南通与上海等地的交通时间,促进区域内的物流和人员流动,进一步提升南通及周边地区的经济竞争力。确保沪通大桥的安全,就是在给周边几个市的经济发展保驾护航。
这里或许会有很多小伙伴责怪当初的设计人员,怎么就没有想到流速差导致河床一段变低的问题呢?智者千虑必有一失,能够补救回来就可以了,毕竟沪通大桥使用的新技术太多了,我们的施工人员和设计人员没有可以借鉴的经验。