上海盧浦大橋是當(dāng)今世界第一鋼結(jié)構(gòu)拱橋,是世界上跨度最大的拱形橋。它也是世界上首座完全采用焊接工藝連接的大型拱橋(除合攏接口采用栓接外),現(xiàn)場焊接焊縫總長度達(dá)4萬多米,接近上海市內(nèi)環(huán)高架路的總長度。盧浦大橋像澳大利亞悉尼海灣大橋一樣具有旅游觀光的功能。
橋梁簡介
2000年10月25日開工建設(shè)的盧浦大橋北起浦西魯班路,穿越黃浦江,南至浦東濟(jì)陽路,全長8722米,是當(dāng)今世界第一鋼結(jié)構(gòu)拱橋,是世界上跨度最大的拱形橋。大橋主橋?yàn)槿摻Y(jié)構(gòu),大橋直線引橋全長3900米,其中主橋長750米,寬28.75米,采用一跨過江,由于主跨直徑達(dá)550米,居世界同類橋梁之首,被譽(yù)為“世界第一鋼拱橋”。入選世界紀(jì)錄協(xié)會(huì)世界最大跨度鋼拱橋,創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。主橋按6車道設(shè)計(jì),引橋按六車道、四車道設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)航道凈空為46米,通航凈寬為340米。主拱截面世界最大,為9米高,5米寬,橋下可通過7萬噸級的輪船。它也是世界上首座完全采用焊接工藝連接的大型拱橋。工程總投資20多億元,2003年6月28日建成通車。2007年5月1日盧浦大橋上首次亮燈
橋身呈優(yōu)美的弧型,如長虹臥波,飛架在浦江之上。盧浦大橋在設(shè)計(jì)上融入了斜拉橋、拱橋和懸索橋三種不同類型橋梁設(shè)計(jì)工藝,是目前世界上單座橋梁建造中施工工藝最復(fù)雜、用鋼量最多的大橋。
盧浦大橋像澳大利亞悉尼海灣大橋一樣具有旅游觀光的功能。與南浦大橋,楊浦大橋不同,“世界第一拱”盧浦大橋?qū)⒂^光平臺安在巨弓般的拱肋頂端,不但使觀光高度更高,而且需要游客沿拱肋的“斜 坡”走300多級臺階步行觀光,增加了觀光性、趣味性和運(yùn)動(dòng)性。游客乘坐高速觀光電梯直達(dá)50米高的盧浦大橋橋面,沿大橋拱肋人行道拾級而上,在“巨弓”背上大約攀登280米,登上100米高的拱肋頂端,站在籃球場大小的觀光平臺中眺望,浦江美景盡收眼底。 由于盧浦大橋位于上海2010年舉辦的世博會(huì)會(huì)址的中軸線上,因此,鑲嵌在盧浦大橋拱肋上的“桂冠”--拱肋頂部觀光平臺,將是鳥瞰世博會(huì)址的昨天,今天和明天的最佳景點(diǎn)。
2003年6月28日正式建成通車的上海盧浦大橋,是黃浦江上第一座全鋼結(jié)構(gòu)拱橋,也是當(dāng)今世界上跨度最大的鋼拱橋,科技含量高,精度要求嚴(yán),施工難度大。它標(biāo)志著我國橋梁技術(shù)取得了重大突破,造橋水平躍上了一個(gè)新臺階。盧浦大橋猶如一道美麗的彩虹跨越浦江兩岸,為上海市增添了新景觀、新標(biāo)志。這座大橋還創(chuàng)下了10個(gè)“世界之最”。
橋的特點(diǎn)
工藝
盧浦大橋是世界上第一座全焊接鋼結(jié)構(gòu)拱型大橋。它全長750米,通航凈寬為340米。
據(jù)盧浦大橋總設(shè)計(jì)師林元培介紹,在世界上這是第一座集斜拉橋、鋼拱橋、懸索橋三種不同類型的施工工藝于一身的大橋。
軟件
盧浦大橋在建造過程中需要進(jìn)行多次不同造橋工藝的轉(zhuǎn)換,而且大橋的跨徑超長,其結(jié)構(gòu)受力變化大,需要在建造過程中時(shí)時(shí)進(jìn)行施工控制和措施調(diào)整。解決這些問題,都需要依靠計(jì)算機(jī)軟件這一“大腦”,可世界上找不到相應(yīng)的計(jì)算軟件。
沒現(xiàn)成的可用,專家只得自己設(shè)計(jì)。在編制軟件前,林元培創(chuàng)造性地提出了“非線性薄壁空間桿件穩(wěn)定有限元法”的計(jì)算理論。為了雙保險(xiǎn),市政設(shè)計(jì)院和同濟(jì)大學(xué)地基教研室兵分兩路,同時(shí)開發(fā)設(shè)計(jì)軟件。
據(jù)介紹,這套程序是世界上首個(gè)針對如此大型全焊接式鋼拱拱橋設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件,通過它可以驗(yàn)證大橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、整體是否穩(wěn)定,亦可計(jì)算各種類型橋梁內(nèi)力。
全焊接
盧浦大橋以全焊接連接代替螺栓連接,其難度在造橋史上是空前的。盧浦大橋采用的S355N鋼是一種十分“嬌貴”的鋼材。上海建工的焊工用“繡花”一般的手法“熔和”鋼鐵,使每兩個(gè)碩大鋼拱肋之間的對接焊縫錯(cuò)邊偏差都小于1毫米,連一只螞蟻都爬不過去。而經(jīng)過浦東、浦西兩邊近50節(jié)拱肋、超過500米長的空間距離,兩邊到合龍段時(shí)的軸線(位置)偏差連5毫米也不到。
裝安全帶
專家特別為盧浦大橋裝上了“安全帶”,使得大橋在950年一遇的特大地震作用下,可以保證鋼板不開裂,鋼筋不會(huì)被拉斷。即使遇上3280年一遇的超強(qiáng)地震,它也有足夠的變形能力,在強(qiáng)烈震動(dòng)下左搖右擺上抖下晃,但絕對不會(huì)倒塌。
特別要指出的是,為保證在車輛的制動(dòng)力、風(fēng)力、地震力等水平力的作用下,大橋伸縮縫兩側(cè)的橋面不發(fā)生碰撞,大橋還安上了4條“安全帶”。在大橋的兩根中間橫梁上,專家各放置了兩個(gè)3米長的粘滯阻尼器。一旦大橋發(fā)生劇烈震動(dòng),這個(gè)裝置立刻會(huì)產(chǎn)生很大的阻尼力,起到緩沖作用,一下子“拉”住大橋,防止兩邊橋面與中間產(chǎn)生劇烈碰撞和震動(dòng)。在如此規(guī)模的巨型拱橋上運(yùn)用阻尼器,世界上還是第一次。
導(dǎo)風(fēng)器
上海位于東南沿海地區(qū),受臺風(fēng)、寒潮引起的大風(fēng)影響很大,尤其是盧浦大橋拱跨是“實(shí)腹式”的,迎風(fēng)受力面積更大,因此必須考慮盧浦大橋能否“迎風(fēng)挺立”。
為了提高測算精確性,同濟(jì)大學(xué)風(fēng)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的專家收集齊了圍繞上海市區(qū)的3個(gè)氣象站——寶山、龍華和川沙氣象站連續(xù)35年來每天的最大風(fēng)速及其相應(yīng)風(fēng)向的記錄。通過對這6萬多個(gè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),專家們精確地“制造”出盧浦大橋橋位上可能遇到的16個(gè)方向的大風(fēng)風(fēng)速及風(fēng)環(huán)境。然后,專家根據(jù)橋位的地形地貌環(huán)境制作了一個(gè)1:500的地形模型進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。這種做法國內(nèi)尚屬首創(chuàng)。
為了減小大風(fēng)通過橋拱后產(chǎn)生的渦激共振,他們?yōu)榇髽颉巴俊鄙弦粚印皾櫥汀薄獙?dǎo)風(fēng)器,通過在大橋拱頂設(shè)置多個(gè)建筑膜結(jié)構(gòu)以“導(dǎo)通大風(fēng)”。有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明,狂風(fēng)經(jīng)過這些“潤滑油”就像汽車行駛于冰面,會(huì)加速離開拱肋。由于國外多座大型拱橋都是“空腹式”,不存在渦激共振的問題,因此這一方法也是世界首創(chuàng)。盧浦大橋能抵抗12級強(qiáng)風(fēng)的正面襲擊。
橋梁之最
1、世界上跨徑最大的拱形橋,跨度達(dá)550米,比原先世界最大的美國西弗吉尼亞大橋長32米;
2、世界上首座采用箱型拱結(jié)構(gòu)的特大型拱橋,主拱截面高9米,寬5米,為世界最大;
3、世界上首座除合龍接口一端采用栓接外,完全采用焊接工藝連接的大型拱橋,現(xiàn)場焊接焊縫總長度達(dá)4萬多米,接近于上海市內(nèi)環(huán)高架路的總長度;
4、在拱橋建造過程中,單件構(gòu)件吊裝重量世界最重,達(dá)到860噸,河中跨拱肋吊裝最大總量為480噸,也居世界首位;
5、主橋建造中融合了斜拉橋、拱橋、懸索橋等三種不同類型的橋梁施工工藝于一身,是目前世界上在單座橋梁建造中采用的施工工藝最多,也最復(fù)雜的一座橋;
6、整座主橋結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)3.5多萬噸,相當(dāng)于建造3艘7.4萬噸輪船的用鋼量,是目前世界上單座拱橋用鋼量最大的;
7、整座主橋在建造中的施工措施用鋼達(dá)1.1萬多噸,是目前世界上單座拱橋建造中措施用鋼量最大的一座;
8、大橋建設(shè)中所使用的16根水平系桿索,是目前世界上拱橋中長度最大(760米)、直徑最粗(18厘米)、單根重量最重(110噸)以及單根張拉噸位最大(1700多噸)的水平索;
9、現(xiàn)場鋼板焊接厚度達(dá)100毫米,是世界鋼結(jié)構(gòu)橋梁建造中現(xiàn)場鋼板焊接厚度最大的一座;
10、在建橋過程中使用了眾多大型機(jī)械設(shè)備和大型臨時(shí)施工設(shè)施,是目前世界上在單座橋梁建造中使用大型機(jī)械設(shè)備和設(shè)施最多的一座。
歷史文化
盧浦大橋總投資25億余元,作為上海"十五"期間第一批向社會(huì)招商的越江工程,該工程由中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司聯(lián)合上海中福城市投資建設(shè)公司、江南造船(集團(tuán))有限責(zé)任公司、上海工業(yè)投資(集團(tuán))公司、上海黃浦江大橋建設(shè)有限公司、上海遠(yuǎn)東國際橋梁建設(shè)有限公司組成的"上海盧浦大橋投資發(fā)展有限公司"投資。 據(jù)大橋總設(shè)計(jì)師、"橋梁大師"林元培介紹,盧浦大橋主橋巨型鋼跨徑550米,是名符其實(shí)的世界上跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)拱橋,跨度比排名世界第二的美國西弗吉尼亞大橋還長32米。這位橋梁專家說,這座大橋在設(shè)計(jì)上還融入了斜拉橋、拱橋和懸索橋三種不同類型橋梁設(shè)計(jì)工藝,是目前世界上單座橋梁建造中施工工藝最復(fù)雜、用鋼量最多的大橋。據(jù)了解,盧浦大橋的總投鋼量達(dá)到3.5萬噸,相當(dāng)于江南造船(集團(tuán))公司建造3艘7.4萬噸巴拿馬型散貨船的投鋼量。
建造團(tuán)隊(duì)
盧浦大橋總投資25億余元,作為上?!笆濉逼陂g第一批向社會(huì)招商的越江工程,該工程由中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司聯(lián)合上海中福城市投資建設(shè)公司、江南造船(集團(tuán))有限責(zé)任公司、上海工業(yè)投資(集團(tuán))公司、上海黃浦江大橋建設(shè)有限公司、上海遠(yuǎn)東國際橋梁建設(shè)有限公司組成的“上海盧浦大橋投資發(fā)展有限公司”投資,上海黃浦江大橋建設(shè)處為代理建設(shè)方;上海建工集團(tuán)、江南造船集團(tuán)、隧道股份、市建七公司、宏潤集團(tuán)、中建三局、市政一公司、三航二公司等近萬名建設(shè)者參加了大橋施工。
主持盧浦大橋設(shè)計(jì)的,依然是曾經(jīng)設(shè)計(jì)了南浦、楊浦、徐浦大橋的上海市政工程設(shè)計(jì)研究院。據(jù)大橋總設(shè)計(jì)師、“橋梁大師”林元培介紹,盧浦大橋主橋巨型鋼跨徑550米,是名副其實(shí)的世界上跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)拱橋。
設(shè)計(jì)師
盧浦大橋,位于中國上海市黃浦區(qū)(原盧灣區(qū))與浦東新區(qū)之間的黃浦江上,曾經(jīng)是世界上主拱橋最長的拱橋、鋼拱橋,其于2009年4月被重慶的朝天門長江大橋超越,但仍然不減它的風(fēng)采。
在和政府合作共同建設(shè)重大市政基礎(chǔ)設(shè)施上,盧浦大橋的建設(shè)也體現(xiàn)了重大創(chuàng)新。政府由過去的包攬角色轉(zhuǎn)變成一個(gè)監(jiān)管者角色。這里沒有通常所見的大橋指揮部,政府只做裁判員,投資公司集“總指揮”、投資商和建設(shè)總承包商于一體,實(shí)行董事會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下的總經(jīng)理負(fù)責(zé)制,權(quán)責(zé)分明,工作效率大大提高,這里的董事會(huì),開會(huì)從來沒有超過半天。
由于采取市場化運(yùn)作,盧浦大橋的建設(shè)有效處理了質(zhì)量、安全、投資控制和建設(shè)速度的辯證關(guān)系,做到了四者關(guān)系的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,創(chuàng)造了十項(xiàng)橋梁建設(shè)史上的“世界第一”。白曉江副董事長說,是市場機(jī)制逼得我們求得了質(zhì)量、安全、效益的最佳平衡。
大橋建成后,將成為一座旅游觀光橋。在浦江兩側(cè)的橋墩旁,建設(shè)了四個(gè)橋頭堡,橋拱設(shè)立人行觀光步道,游客可拾步而上直至拱肋頂部,縱覽浦江風(fēng)景。橋旁,將有大橋博物館;在橋腳下,將有世界上最大的激光水幕秀,經(jīng)營管理體現(xiàn)了強(qiáng)烈的市場意識,“大橋經(jīng)濟(jì)”將會(huì)得到經(jīng)營者的充分挖掘。
盧浦大橋的建設(shè),開創(chuàng)了重大市政工程建設(shè)領(lǐng)域按照國際通行的規(guī)則運(yùn)作的先例,即政府制定投標(biāo)、做好總體規(guī)劃、實(shí)行監(jiān)管,由企業(yè)、社會(huì)資金進(jìn)行投資建設(shè),在政府授權(quán)一定的時(shí)間和一定的范圍內(nèi)經(jīng)營,在期滿后交還給政府。這種機(jī)制充分調(diào)動(dòng)了社會(huì)各方面積極性,使得城市現(xiàn)代化建設(shè)的速度大大加快。
盧浦大橋全長3900米,主拱橋長550米,拱頂高于江面100米。比1977年建成的世界上主拱橋第二長美國Fayetteville新河谷橋長32米,完工于2003年6月28日,建成時(shí)曾經(jīng)號稱“世界第一拱”。大橋建造耗資約25億元人民幣。
盧浦大橋的車行道并非由拱拖起,而是由拱懸吊的,屬于斜拉索、懸索、拱橋?yàn)橐惑w的橋梁結(jié)構(gòu)。車行道左右兩邊的拱幾乎在頂點(diǎn)相交,由鋼箱梁和27根水平索連接。
我國著名橋梁設(shè)計(jì)大師林元培,他是上海市南浦大橋、楊浦大橋、徐浦大橋和盧浦大橋以及東海大橋的總設(shè)計(jì)師。
林元培 ,男,福建莆田人。曾任上海市政工程設(shè)計(jì)研究院總工程師、中國土木工程學(xué)會(huì)市政學(xué)會(huì)副主任。現(xiàn)任上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院資深總工程師。2005年當(dāng)選為中國工程院院士。2007年榮獲何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)。
他是中共十五大代表。上海市第十屆人民代表。四次被評為上海市勞動(dòng)模范,95年被評為全國先進(jìn)工作者。由于他在我國建橋技術(shù)方面的杰出貢獻(xiàn)和突出成就,被授予國家設(shè)計(jì)大師,榮獲1994年度茅以升橋梁大獎(jiǎng)。 從1989年開始,林元培設(shè)計(jì)的三座斜拉橋,曾一次次刷新斜拉橋設(shè)計(jì)和建造領(lǐng)域的多項(xiàng)世界紀(jì)錄。在林元培面對“再造一座浦江大橋”的號令之時(shí),他卻選擇了自己造橋生涯中從未涉及過的大跨度拱橋。
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