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跨越海上地震活动断层的“中国第一桥”

作者:桥检车租赁公司文员 来源: 日期:2020/6/3 10:19:08 人气:4 评论:0

  这座由在汉央企中交第二公路勘察设计研究院有限公司勘察设计的大桥,是目前全国唯一跨越地震活动断层的跨海大桥。据了解,世界上已建成的跨地震带桥梁仅有3座——日本明石海峡大桥、旧金山—奥克兰海湾大桥、希腊里恩—安拖里恩大桥。

  巧设“熔断”机制

  抵御高等级地震

  据中交第二公路勘察设计研究院有限公司设计团队总负责人冯鹏程介绍,海文大桥是迄今为止海南省内投资规模最大的跨海桥梁工程,是海南省第四座,也是海南省内最长、桥塔最高的单塔双索面钢箱梁斜拉桥,线路全长约5.6公里,总投资30.1亿元。151.8米的主塔采用“文”字型斜拉索桥塔寓意为“文耀海天”的设计理念,下设32根4.3米超大直径钢管复合桩。

  海文大桥桥址历史上曾发生过7.5级大地震,是潜在的震源区,因规划及地形条件限制桥址无法有效避让断层,设计技术难度极大,无前例可循。为此,设计团队开展了多项创新关键技术研究,在大桥结构设计中采用了独特的“熔断”机制以抵御高等级地震。“海文大桥采用小跨简支桥面连续钢梁桥跨断裂带、大跨独塔斜拉桥避让断层跨越航道的设计方案,”设计负责人刘新华解释说:“跨断裂带梁桥就类似于家庭电路中的保险丝,一旦发生地震将以损失跨越断裂带的梁桥来保证主桥的安全。”同时,为了应对断层错动引发强震的极端事件,大桥为跨断裂带引桥专门设置了备用梁,在跨断层桥跨发生破坏时,可以进行快速更换,保证生命线的畅通。备用梁采用可快速拼装的贝雷梁,平时用于区域内的快速抢险,震时可用于大桥的快速抢修。主桥索塔下方设置了两个分体式承台基础,每个承台下有16根超大直径4.3米、长38米钢管复合桩以抵抗强大的地震力,这就相当于把占地面积约300平方米的12层高楼扎入海底。此外,索塔单个承台还采用8000立方米大体积混凝土结构,如此一来真正使得“巨人”在海底坚硬岩层中扎稳脚跟。

  匠心打造

  世界级“创新之桥”

  作为国内首座跨越地震活动断层的特大型跨海桥梁,项目设计团队在吸取国内外多座跨海大桥建设经验的同时,针对项目特有的复杂建设条件,创新优化了桥梁结构设计,解决了重大、复杂型难题、提高了设计质量、极大的提升了桥梁的设计和建造品质。

  除了应对地震活动断层的复杂地质条件挑战,该桥梁还面临系列重大难题:桥址所在区域是台风频发区域,设计基本风速为 49.5 m/s,国内最大。2014 年威马逊超级台风,最高风速 17 级,就从桥位处穿过;桥梁结构处于铺前湾强潮涌海域,潮差大、腐蚀严重……面对重重挑战,设计团队提出采用密索体系斜拉索布置,提高对称半漂浮斜拉桥结构的竖向及整体约束刚度,改善结构的抗风及整体受力性能;钢箱梁下设强导流板、桥面设置风屏障,提高行车的舒适性能,通过设置抗风措施及风洞试验研究,有效避免及解决了桥梁的颤振、涡振等风致振动问题;主桥及引桥钢结构桥面板采用STC 超高韧性轻型组合桥面结构,解决了钢桥面板易疲劳开裂和铺装易损的世界性难题。

  国内首座跨越活动断层的跨海桥梁工程;国内抗震设防烈度最高的跨海桥梁工程;国内设计基本风速最大的跨海桥梁工程;国内规模最大的钢管复合桩基础;国内首个采用三维可调跨断层桥梁体系的跨海桥梁工程;国内首个采用跨断层钢-UHPC 轻型组合梁简支桥面连续结构的跨海桥梁工程……海文大桥在勘察设计上取得的成就,是武汉及中国桥梁设计与建造水平的又一次集中展示,创造了巨大的社会影响力。大桥的建成通车,为率先实现“海澄文”区域内交通一体化,推进海南“全省一盘棋、全岛同城化”,助力海南自贸区建设提供了有力支撑。

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