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桥梁设计的里程碑—大连星海湾跨海大桥

2015年11月30日 16:27  点击:[]

20151030日,历经两年精心设计、四年紧张施工的大连星海湾跨海大桥正式建成通车。该桥全长6.8公里,其中主桥为180+460+180=820m的地锚式双层悬索桥。该桥的可研、方案设计、施工图设计、试验、科研、施工监控和后期的成桥检测均有大连理工大学土木建筑设计院-桥隧分院张哲院长所领导的团队承担。张哲院长带领他的团队分别从设计构思、工程设计、科学研究、现场服务、施工监控、成桥试验等六个方面入手,展开了有计划、系统的工作。

     

       

在设计构思方面,为了缓解大连市中山西路的交通拥堵,缩短高新园区、旅顺口区与市内主城区的交通距离,丰富和完善大连市城区“七纵七横”的路网规划,大胆的提出了在海上修建跨海大桥的设计构思,该想法一经提出,便得到了市政府、城建部门、星海湾管理中心等各部门的一致认可。星海湾跨海大桥不仅是路网规划中重要的一横,同时建成后更将成为大连市的一张名片和重要景点,因此,在线路选择、主桥形式、与星海广场及周边海岸的衔接等方面必须综合考虑。最终选择主桥为                     820m     的地锚式双层桁架悬索桥,主桥走向与海岸线平行,正对星海湾广场中轴线,距离星海广场海岸线1公里,整个工程在海上形成S型曲线。该设计完善大连城市路网结构、改善城市功能的同时提升了城市景观。      

    在工程设计方面,该工程的设计分为方案设计、初步设计和施工图设计三个重要阶段。项目立项后,张哲院长立即调派院内相关专业负责人及相关设计人员,组成强大的星海湾大桥设计项目组,全心投入该工程的设计工作。方案设计阶段,无数次现场考察和测量,就主桥造型方案、主桥的走向、引桥的走向、引桥与主桥过渡区的转弯半径、主桥高度、主跨宽度、主塔高度、天际线、与星海广场的协调等方面,都进行了详细的研究,并进行了模拟推演,从多个视角去看,海上大桥与整个区域的景观协调一致。初步设计及施工图设计阶段,项目组下设主桥设计组、引桥设计组、技术创新科研组三个小组,各司其职,稳步向前推进,同时聘请欧进萍院士和宋向群教授的科研团队承担项目咨询工作。设计中相互配合,积极探讨各组设计中出现的关键问题,做到任何一个构件的设计都安全、合理、经济,并且有理论计算为依托。严把设计质量、出图质量,遇到复杂问题时,成立专家组积极研究,依托大连理工大桥强大的科研实力做好理论分析和试验研究,把该项目作出精品项目,精品设计。    

    在科学研究方面,星海湾跨海大桥主桥为国内首座双层钢桁架地锚式悬索桥,创造了很多桥梁之最。首座在海上设置重力式锚碇的桥梁,首座采用抛石升降沉箱基础施工的桥梁,首座采用预制架设施工的、上层桥梁采用主梁与横梁固结、横梁和桥墩之间设置支座的预应力混凝土桥梁,国内最大的预制沉箱,重达26000余吨,国内吊装施工节段重量最重的悬索桥,最重节段重达580吨,同时该桥设计还要考虑7度地震设防和百年一遇风荷载。国内及国际可借鉴的工程经验有限,因此,必须进行相应的科学研究和试验研究,完善设计理论,提高设计质量。星海湾跨海大桥项目组在设计稳步进行的同时,先后完成了主桥整体模型试验、主桥风洞试验、吊杆疲劳试验、桁架节点疲劳试验、主桥锚碇试验、阻尼器试验、引桥桥墩抗震试验、桥梁支座试验等十余项的科学试验研究,突破技术难点、实现创新技术20余项。    

    在现场服务方面,星海湾跨海大桥的施工历时4年之久,该项目工程浩大,技术难点多,为了更好的配合施工,并在施工中总结和发现设计存在的优缺点,项目组专门成立以檀永刚副教授和潘盛山副教授为组长的现场服务组,常驻工地现场,全程参与大桥的建设过程,为施工单位和业主及时提供设计咨询和服务,解决施工中遇到的问题,加快了施工工期,提高了建设质量。    

    在施工监控方面,作为国内首座海上双层桁架地锚式悬索桥,施工过程的结构安全、成桥状态结构受力是否合理、成桥线形是否达到设计意图,整个施工过程均需要精确施工控制。项目组成立以荆友璋高级工程师为组长,黄才良教授为技术咨询的现场施工监控组,参与桥梁的建设和监控工作。对桥梁施工方案、桥塔施工、锚碇施工、猫道施工、主缆施工、桁架吊装、吊杆张拉等各个施工工序进行全程的施工监控,确保了施工中结构安全和成桥状态满足设计要求。    

在成桥试验方面,桥梁建成以后,项目组及时成立了以 黄才良 教授为组长的成桥试验组,对星海湾跨海大桥进行了结构安全检验。成桥试验采用7240t重的载重卡车作为试验荷载,动用检测人员42人,历经15天对桥梁外观、结构受力状况进行了安全检验。成桥试验对主桥和部分引桥进行了静载试验、模态试验、动态跑车试验、动态跳车试验和动态刹车试验,对桥梁结构的受力状况、自震频率、动态响应等进行了详细的了解,为成桥的运营提供可靠参考。

               

    该工程规模大、历时长、设计难度高、技术创新多,张哲院长和他的团队所有成员不畏辛苦、任劳任怨、不计个人得失、团结合作、刻苦钻研,如期完成了大连星海湾跨海大桥的设计工作,该工程为大工设计院和祖国桥梁的发展作出了巨大的贡献,成为大工设计院桥梁设计的又一个里程碑。    

 

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