解密|多塔斜拉桥——嘉绍大桥

设计方：中交公路规划设计院

建设时间：大桥于2008年12月14日动工兴建，2013年2月3日全桥合龙贯通。2013年7月19日通车运营。

重要意义：嘉绍大桥是继杭州湾跨海大桥后，又一座横跨杭州湾的大桥，加上钱江隧道，钱江喇叭口呈现出“一湾三桥”的格局，终端均北指上海。

嘉绍大桥南起沽渚枢纽，跨越杭州湾，北至南湖枢纽，全长10.137千米；桥面为双向八车道高速公路，设计速度为100千米/小时;项目投资额62.8亿元人民币。在世界排名前10位的跨海长桥中，嘉绍大桥占据一席之地。

六塔斜拉桥——一座建在“最不适宜建桥地方”的世界级大桥

嘉绍大桥是世界上第一次在强涌潮区建桥，没有先例。当时国内、国际桥梁界都认为，嘉绍大桥是在“最不适宜建桥的地方建桥”。为保护举世无双的钱江大潮，建设者们将整座大桥阻水比降至5%以下，而同类桥梁一般在10%。

为完成目标任务，建设者们为此开展了多项结构创新，采用了主航道桥六塔独柱双幅四索面钢箱梁斜拉结构、取消水中区引桥承台、大规模采用3.8米大直径深桩、大直径桩柱一体化桥墩等独特结构，是当时世界桥梁建设的最高水平。

目前，除了嘉绍大桥外，国内外修建的多塔斜拉桥最多为3塔，而嘉绍大桥则采用了6塔斜拉桥方案。这使主桥长度达2680米，分出5个主通航道，索塔数量、主桥长度规模位居世界第一。加上两侧的布索区，主桥总宽度达55.6米。

然而，多塔斜拉桥与常规斜拉桥结构受力不同，由于中间塔两侧均无辅助墩和过渡墩，不能对主梁和索塔刚度提供有效帮助，并使结构各个响应的活载影响线幅度和范围增大，各个构件的活载效应变大。因此，必须采取措施来提高主梁的竖向刚度。

为此，根据嘉绍大桥的结构特点，技术专家提出了索塔采用X形托架，并对主梁设置纵向双排支座，将主梁和索塔之间的相对转动自由度加以约束来改善多塔斜拉桥受力。这样一来，由主梁传递到上塔柱的荷载比例下降了，因此，上塔柱的受力可得到缓解，同时主梁的刚度也得到了显著提高。

主梁纵向双排支座

嘉绍大桥的跨度过长，因此主桥钢箱梁长度大，主梁的温度变形对索塔及基础的受力影响较大，传统构造无法适应这种长主梁结构体系和嘉绍大桥特殊的建设环境。

为科学合理的解决长主梁的温度变形问题，工程采用在全桥跨中设置刚性铰装置的创新结构体系，这种结构在世界范围内都是独一无二的。所谓刚性铰，就是将在钢箱梁跨中位置断开，其基本构造是在一侧钢箱梁内部放置小箱梁，小箱梁固定在另一侧钢箱梁上，另一端自由。

刚性铰释放了主梁两端的纵向相对线位移，约束主梁转角和剪切位移，在满足受力要求的同时又能确保行车的舒适性。

刚性铰结构图

建设期间，建设者克服水文地质气候条件复杂、施工自然环境恶劣、工程结构技术难度高等挑战，成 功攻克了世界首创的刚性铰制造安装、强涌潮作业环境8万吨钢箱梁运吊、150根3.8米大直径桩柱一体化桥墩等等多项施工难题，《嘉绍大桥关键技术研究》等6项科研项目列入部、省科研计划，研究成果达到国际领先水平。施工中还对大桥结构体系、材料、工艺、施工工法等都进行了不间断创新，共取得发明专利49项，创新工法14项，许多成果在国内其他同类桥梁建设中得到应用。

图片来源/视觉中国

嘉绍大桥是如何合龙的?

斜拉桥的施工需要由中间到两侧逐步进行，最终涉及到与两侧桥面的合龙。

在土木工程中，合龙意味着建造中细小的误差会被放大，因此误差控制难度很高。而嘉绍大桥主航道桥是世界上首座六塔、双幅、空间四索面斜拉桥，全桥共有7个合龙口，合龙方案极为复杂。

人们探索出了一种新的合龙方案——几何合龙法。

斜拉桥的合龙

所谓几何合龙法，就是通过施加顶推力，使合龙口宽度达到设计合龙段长度。无论在何种温度下只需根据合龙口宽度的不同变化顶推力即可，对环境条件基本无要求。采用几何控制法进行施工控制时，只需精确控制构件的无应力状态即可。

采用这种方法将大桥合龙后，主梁线形平顺且与设计理论线形十分吻合，实测线形与理论线形基本重合，误差均在5厘米以内，说明合龙指标优良，质量完全达标。

此外，几何合龙法还可以保证合龙段的设计长度不发生改变，保证既定的合龙时间，这也为未来的斜拉桥合龙控制提供了借鉴。

合龙中的误差极小，理论与实际吻合程度高

推动社会经济发展的“黄金桥”

一桥飞架南北天堑变通途，在长三角咽喉位置的嘉绍大桥联通起两岸乍嘉苏、上三、绍诸、杭浦、杭甬、沪杭等六条高速公路，长三角地区陆路交通格局发生质的变化，绍兴至上海比原先所耗费行车时间减少一半。南岸绍兴滨海新区成为浙江大湾区“四大新区”之一，新能源新材料、高端装备制造、生命健康等战略性新兴产业加速集聚，引领绍兴未来产业发展方向。

浙江嘉绍跨江大桥投资发展有限公司党委书记、董事长张永春：“绍兴交通区位优势更为凸显，为绍兴全面实施融杭联甬接沪区域发展战略，融入大湾区，提升城市能级和核心竞争力、推动高质量发展增添了高速引擎。”

收获满满的“荣誉桥”

嘉绍大桥先后荣膺全国五一劳动奖状、钱江杯、中国公路学会科学技术奖特等奖、国际桥梁大会古斯塔夫·林登少奖、国际路联杰出工程设计大奖、国际咨询工程师联合会工程项目特别优秀奖“菲迪克奖”等荣誉，体现了嘉绍大桥的创新、高质量和杰出的专业水平。

大桥的文化底蕴

嘉绍大桥的设计中还包含了很多中国文化，如“嘉绍大桥”四个字出自鲁迅的手稿，古朴厚重契合了大桥的风格，大桥上的6根塔柱外形是综合了毛笔和宝剑的外形。在晚上灯光的变幻下，塔柱可以变化成两种形象：像一把倒立的宝剑或是插入水中的毛笔。嘉绍大桥的建设理念体现了自然、人文和科技创新的完美融合。

素材来源：南湖晚报、越牛新闻 、网易新闻/作者 须臾千秋，清华大学土木工程博士

@版权声明：素材来源网络，转载请注明出处。如有侵权，请联系删除。

嗨

朋友

茫茫人海

记得 标星返回搜狐，查看更多