大連南部濱海大道跨海大橋,即大連星海灣大橋,為中國首座海上地錨式懸索跨海大橋。全橋采用了“單元式多向變位伸縮裝置”。星海灣大橋于2015年10月30日正式開通。
大連南部濱海大道跨海大橋全長(zhǎng)約6公里,主橋820米,其中主橋主跨460米,兩側(cè)邊跨各180米。是東北地區(qū)較長(zhǎng)的跨海大橋工程,中國首座海上地錨懸索式跨海大橋。大橋東起大連金沙灘東側(cè)的金銀山,向西跨越星海灣,在高新園區(qū)填海區(qū)域登陸,建成后將成為大連市“七縱七橫”道路網(wǎng)中的重要一橫。
大連理工大學(xué)張哲教授團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了星海灣跨海大橋的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、監(jiān)控和后期檢測(cè)的全部工作。在“創(chuàng)新、受力合理”的設(shè)計(jì)理念下,張哲教授團(tuán)隊(duì)充分考慮大橋的功能性與景觀性,歷時(shí)2年多時(shí)間完成設(shè)計(jì),先后經(jīng)過疲勞、整體、風(fēng)洞、錨定等十余項(xiàng)試驗(yàn),突破技術(shù)難點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)20余個(gè),設(shè)計(jì)大橋可承受臺(tái)風(fēng)12級(jí)、地震烈度7度,壽命可達(dá)百年。其中,錨碇采用預(yù)填骨料升漿基床技術(shù),錨碇沉箱重2.6萬噸,為國內(nèi)較大沉箱;鋼桁架梁采用整體節(jié)點(diǎn)板技術(shù)、裸巖地區(qū)的鋼管樁采用振動(dòng)環(huán)切法植樁和錨桿嵌巖植樁技術(shù)、超大噸位鋼桁架梁的吊裝等大橋關(guān)鍵技術(shù)都為國內(nèi)首創(chuàng)。
大連南部濱海大道跨海大橋工程分為三個(gè)標(biāo)段。中段海上工程由主橋、引橋和匝道組成。海上大橋全長(zhǎng)5898米,其中,主橋長(zhǎng)1486米,引橋及匝道長(zhǎng)4412米。主橋?yàn)殡p塔三跨地錨式懸索橋,主梁采用鋼桁架結(jié)構(gòu),雙層雙向八車道。
橋體距百年城雕直線距離1公里,平行于星海廣場(chǎng)海岸線,與星海廣場(chǎng)中軸線垂直。
大連南部濱海大道通過規(guī)劃中的南部快速路還可與大連灣跨海交通工程連通,南部濱海大道、大連灣跨海交通工程都是城市“外環(huán)路”重要組成部分。
車道為上下雙層布置,是國內(nèi)采用鋼桁架結(jié)構(gòu)雙層雙向地錨式海上懸索橋。根據(jù)設(shè)計(jì),上下兩層車道均為單行四車道,上層為自東向西方向,下層為自西向東方向。
中段的跨海大橋的南北兩側(cè)將設(shè)有人行道,而且將與車行道隔離;同時(shí)由于大橋?yàn)樯舷聝蓪?,兩層將有鋼扶梯,方便橋梁檢修及人員通過。
我國首例海上地錨式懸索橋
大連南部濱海大道跨海大橋是我國首例海上地錨式懸索橋。所謂海上地錨,就是在海里設(shè)置沉箱作為錨碇,起到張拉懸索的作用,而挖泥船就是為預(yù)制的沉箱挖出基槽。
在2015年10月30日通車, 星海灣跨海大橋最高限速80公里/小時(shí)。從蓮花山隧道西主線進(jìn)入跨海大橋,橋上彎道路段限速60公里/小時(shí),快至800米長(zhǎng)的主橋,限速標(biāo)識(shí)變成了80公里/小時(shí)??绾4髽蛉€長(zhǎng)6.8公里,蓮花山隧道長(zhǎng)近3公里,南濱大道全長(zhǎng)9.8公里,如果以60公里/小時(shí)的時(shí)速行駛,跑完全程不用10分鐘。
功能 兩層8車道,緩解交通擁堵
站在星海灣大橋上層路面上,可供車輛自東向西行駛的4排道路格外敞亮。而腳下,大橋的底層,還有同樣的反向4排道路。大橋主設(shè)計(jì)師、大連理工大學(xué)橋隧工程研究所所長(zhǎng)張哲告訴記者,星海灣大橋的功能性,是最初設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)之一?!爸猩轿髀啡缃穸碌脜柡?,建這樣一座大橋,首先要起到緩解交通的作用。 ”張哲說,面對(duì)當(dāng)前的交通壓力,以及對(duì)未來交通狀況的預(yù)判,星海灣大橋有必要建成一座8車道的大橋。在平層8車道和雙層4車道的選擇中,最終,星海灣大橋創(chuàng)新性地采用了鋼桁架雙層設(shè)計(jì),既實(shí)用、美觀,還節(jié)省了近半數(shù)的承臺(tái)建設(shè)數(shù)量,節(jié)約了成本。
大橋建設(shè)指揮負(fù)責(zé)人告訴記者,大橋主橋區(qū)域共有43段鋼桁架,最重節(jié)段重量達(dá)580噸,是國內(nèi)懸索橋吊裝施工節(jié)段最重的。他說,僅大橋主桁梁上就有38萬個(gè)螺栓,這些螺栓都是工人一個(gè)個(gè)手工扭上的,誤差是毫米級(jí)的。
穩(wěn)固 國內(nèi)大型沉箱如同“定海神針”
大橋氣勢(shì)磅礴,能夠穩(wěn)固地屹立在海中,主要靠啥?原來,星海灣大橋采用懸索橋海上錨碇設(shè)計(jì)與施工,為國內(nèi)首例,開創(chuàng)中國建橋史上又一先河。而兩個(gè)各重達(dá)2.6萬余噸、全國較大的預(yù)制沉箱,是大橋的“定海神針”。
建設(shè)指揮負(fù)責(zé)人告訴記者,大橋主塔受力像晾衣繩一樣,承重的盡管是中間的懸索,但是兩側(cè)要有固定力的點(diǎn)。主橋上兩個(gè)固定橋身的塔就是這兩個(gè)受力牽引“大戶”——雙塔下面兩個(gè)巨大的預(yù)制沉箱,如同“定海神針”一般,保障大橋安全。據(jù)了解,一個(gè)沉箱面相當(dāng)于半個(gè)足球場(chǎng)大,約6層樓高。沉箱的外表十分光滑,低潮時(shí),沉箱將會(huì)露出水面約2米高。
勁大 主纜“大辮子”一根重1220噸
站在主橋區(qū)域,兩根粗大的主纜格外搶眼。該負(fù)責(zé)人告訴記者,除了“定海神針”的支撐外,大橋的“定力”還得靠?jī)筛执蟮摹稗p子”牽引。
不要小瞧這兩根“大辮子”,它每根中含有61股平行鋼絲索股,每股里含127絲鍍鋅高強(qiáng)度鋼絲,每根鋼絲就能夠承受4噸的荷載,相當(dāng)于3輛小轎車的重量。每根主纜共7747絲,豎向排列成尖頂?shù)慕普呅?,承?dān)著全橋恒載與活載將近3萬噸的重量。該負(fù)責(zé)人說,僅一根主纜的重量就達(dá)1220噸,而單根索股長(zhǎng)度約為950米,全橋鋼絲累計(jì)長(zhǎng)度約為14700公里,相當(dāng)于大連到紐約的往返距離。
養(yǎng)護(hù) 監(jiān)控體系實(shí)時(shí)測(cè)健康
對(duì)于外海橋梁,耐久性一直是人們關(guān)心的問題。張哲說,星海灣大橋按照能承受百年一遇風(fēng)浪(即12級(jí)臺(tái)風(fēng))設(shè)計(jì),抗震按照地震烈度7度設(shè)防,大橋設(shè)計(jì)壽命100年。在養(yǎng)護(hù)方面,首先就是防腐問題。
張哲說,由于常年浸于海水、鹽霧中,海上大橋?qū)Ψ栏蟾摺P呛炒髽蛟谠O(shè)計(jì)之初就考慮到了耐久性,對(duì)鋼筋和混凝土等施工材料都做了防腐處理,頗具國內(nèi)橋梁建設(shè)借鑒意義。大橋所有浸入水中的金屬全部采用高性能防腐材料涂裝,同時(shí)全部使用高性能混凝土,防滲透功能非常好。
此外,大橋的日常保養(yǎng)也非常重要,張哲說,大橋橋體設(shè)有傳感功能,同時(shí)還設(shè)置了專門的健康監(jiān)控中心,可以通過傳感器聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī),隨時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁的健康情況。
記者了解到,在主橋東西兩塔的頂端就分別“藏”有兩個(gè)除濕系統(tǒng),將纜索濕度控制在60%以內(nèi),防止其銹蝕。下一步,相關(guān)部門將在東引橋起端及蓮花山隧道區(qū)域設(shè)置監(jiān)控中心,建立起可持續(xù)的養(yǎng)護(hù)體系,以進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)護(hù)和健康監(jiān)測(cè)。
漂亮 節(jié)日將上演燈光秀
站在大橋中間,向北岸望去,星海灣沿線的美景盡收眼底。如何在視覺上將大橋設(shè)計(jì)得更好?張哲說,設(shè)計(jì)時(shí)就主橋造型方案、主橋的走向、引橋的走向、引橋與主橋過渡區(qū)的轉(zhuǎn)彎半徑、主橋高度、主跨寬度、主塔高度、天際線、與星海廣場(chǎng)的協(xié)調(diào)等方面,都進(jìn)行了詳細(xì)的研究,并進(jìn)行了模擬推演,從多個(gè)視角去看,海上大橋與整個(gè)區(qū)域的景觀協(xié)調(diào)一致。
此外,在主橋3萬多個(gè)小燈及引橋兩側(cè)光帶的裝飾下,夜間的星海灣大橋更是格外美。記者了解到,大橋在日常的夜間燈光顏色以黃色這一暖色為主。而在節(jié)日期間,將根據(jù)不同的設(shè)計(jì),上演各式燈光秀,讓市民和游客大飽眼福。
1、國內(nèi)首座海上設(shè)重力式錨碇懸索橋。
2、國內(nèi)首座雙層通車鋼桁架懸索橋。
3、國內(nèi)較長(zhǎng)的海上雙層橋梁。
4、世界上首座采用拋石升降沉箱基礎(chǔ)施工的橋梁。
5、世界上首座采用預(yù)制架設(shè)施工的、上層橋梁采用主梁與橫梁固結(jié)、橫梁和橋墩之間設(shè)置支座的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁。
6、國內(nèi)較大的預(yù)制沉箱,重達(dá)26000余噸。
7、國內(nèi)吊裝施工節(jié)段重量較重的懸索橋,最重節(jié)段重達(dá)580噸。
1、重大風(fēng)險(xiǎn)源有10處之多。
2、隧道挖掘長(zhǎng)度3.0公里,創(chuàng)下全國城市山嶺隧道最長(zhǎng)紀(jì)錄。
3、最大斷面開挖寬度22.5米,創(chuàng)下全國城市公路隧道最寬紀(jì)錄。
主纜
每根主纜共7747絲,重量達(dá)1220噸。
防撞護(hù)欄
為保證安全,人行步道旁加裝超強(qiáng)防撞護(hù)欄。
鋼桁架
共有43段,最重節(jié)段達(dá)580噸,是國內(nèi)懸索橋吊裝施工節(jié)段重量最重的。
預(yù)制沉箱
大橋雙塔下面有兩個(gè)巨大的預(yù)制沉箱,每個(gè)重2.6萬余噸。
●2010年11月12日
奠基儀式
●2011年10月11日至2012年5月9日
工程開工、鋼棧橋施工
●2011年11月17日至2012年5月10日
沉箱施工
●2011年11月27日至2015年8月16日
錨碇施工
●2012年5月19日至2015年5月15日
灌注樁施工
●2013年3月25日至2015年1月9日
墩柱施工
●2013年6月1日至2013年12月26日
主塔施工
●2013年8月19日至2014年11月27日
下橫梁安裝
●2013年12月6日至2015年6月13日
箱梁安裝
●2014年3月17日至2014年3月31日
主索施工
●2014年7月21日至2015年7月5日
上橫梁施工
●2015年7月15日至2015年10月8日
橋面鋪裝
●2015年4月16日至2015年10月18日
安全防護(hù)系統(tǒng)安裝
●2015年3月1日至2015年10月18日
景觀照明施工
●2015年10月30日16:00
正式開通
南濱大道西延線近期有望開工
跨海大橋的建設(shè)主要是為了解決中山西路的交通擁堵問題。目前,主城區(qū)與高新區(qū)、旅順口區(qū)的主要聯(lián)系通道僅有中山路一條。市內(nèi)高爾基路、勝利路等7條道路均匯集于中山西路,擁堵點(diǎn)不止一個(gè),道路嚴(yán)重飽和。據(jù)測(cè)算,駕車穿行星海灣大橋只需6分鐘,相應(yīng)的兩點(diǎn)走中山西路等,在擁堵時(shí)則需要花費(fèi)50分鐘。據(jù)預(yù)測(cè),跨海大橋?qū)⒎至髂壳皳矶侣范?0%—40%的車流,中山路、五四路、高爾基路、勝利路、八一路、東北路等多條道路的車流可通過南部濱海大道來往市區(qū)與高新區(qū)、旅順之間。
張哲還透露,南部濱海大道西延伸線設(shè)計(jì)已經(jīng)完成,近期有望開工建設(shè)。屆時(shí),南濱大道將從凌水灣至河口,將和旅順南路相接,該工程順著海岸線,由路、橋、隧道組成,其中隧道長(zhǎng)度1.6公里,這可以有效緩解凌水灣、萬達(dá)廣場(chǎng)交通擁堵的狀況。
穿山3公里:最長(zhǎng)城市山嶺隧道
向山要路,在機(jī)動(dòng)車激增的今天,在城市道路極其有限的當(dāng)下,向大山、向大海、向地下要路,已成為城市道路建設(shè)的必然。蓮花山隧道工程作為南部濱海大道東端橋隧建設(shè)工程最重要的組成部分,是本市城建史上最復(fù)雜的城市山嶺隧道,無論從隧道的規(guī)模、復(fù)雜程度還是設(shè)計(jì)和施工方案,均在國內(nèi)同類隧道工程中居于前列地位。
難度 工程重大風(fēng)險(xiǎn)源有10處
早在2008年,市委市政府就規(guī)劃了本市城區(qū)“七縱七橫”道路,這些年來,一直在完善這一城市道路路網(wǎng),以緩解城市的交通壓力。南部濱海大道作為主城區(qū)最南側(cè)的“一橫”躍然城市規(guī)劃路網(wǎng)中。這“一橫”穿山3公里,共分3個(gè)標(biāo)段,于2013年初先后進(jìn)場(chǎng)開始施工。
隧道起終點(diǎn)長(zhǎng)度3公里,屬于特長(zhǎng)隧道;結(jié)構(gòu)形式十分復(fù)雜,包含超大跨度斷面、分岔、立體交叉、小凈距等結(jié)構(gòu);受工程周邊環(huán)境的制約,隧道沿線下穿道路、樓房以及既有隧道和多處防空洞群。以上說的每一個(gè)特點(diǎn)都是工程施工的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。以往的城市山嶺隧道往往包含一個(gè)或很少的幾個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),但是蓮花山隧道工程重大風(fēng)險(xiǎn)源有10處之多。可以說,風(fēng)險(xiǎn)源的大量集中、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和精心管理施工、沒發(fā)生任何重大安全事故而順利完工,這些是蓮花山隧道工程最大的特點(diǎn)。
穿山隧道三標(biāo)段主線起點(diǎn)為白云雁水水庫北側(cè)山體,其中2條主線隧道向北,在白云山隧道北口穿出后接入拓寬后的東北路;兩條支線隧道向東在藝術(shù)大廈西側(cè)山體穿出后與東北路相接。該標(biāo)段項(xiàng)目部經(jīng)理徐懷中介紹,三標(biāo)段施工難度非常大,東西主線均穿越同香山莊小區(qū),而且主線東線下潛入地400余米,同時(shí)與白云隧道南行車道重疊80余米,巖層埋深僅有6-7米。除此之外,支線南線與主線西線立體交叉,同時(shí)與10余條防空洞交錯(cuò),都增加了施工難度。
長(zhǎng)度 成為全國最長(zhǎng)城市山嶺隧道
2013年,南部濱海大道蓮花山隧道建設(shè)拉開帷幕。該工程北起白云隧道的東北路,南至金沙灘東側(cè)的懸崖峭壁上。
南部濱海大道東端橋隧建設(shè)工程全長(zhǎng)3.88公里,其中隧道段3.0公里,地面引線長(zhǎng)880米(含橋梁拓寬段275米);長(zhǎng)春路支線設(shè)計(jì)長(zhǎng)1.34公里,其中隧道長(zhǎng)740米,地面引線長(zhǎng)602米(含新建橋梁段351米)。其中隧道挖掘長(zhǎng)度創(chuàng)下全國城市山嶺隧道最長(zhǎng)紀(jì)錄。
斷面 創(chuàng)全國城市公路隧道最寬紀(jì)錄
一標(biāo)段起點(diǎn)為金沙灘東側(cè)懸崖山體,向北至白云雁水水庫泄洪道附近。新建隧道為分離式,雙向六車道,每個(gè)方向三車道。結(jié)構(gòu)形式為標(biāo)準(zhǔn)三車道隧道,最大開挖寬度16.6米。這兩條隧道分別為主線東線和主線西線。
二標(biāo)段起點(diǎn)為白云雁水泄洪道南側(cè)山體,在白云雁水泄洪道處明挖箱涵段分叉,主線明挖段箱涵結(jié)構(gòu):西線箱涵全長(zhǎng)71.698米;東線箱涵全長(zhǎng)75.905米。結(jié)構(gòu)形式為三車道隧道、變寬分岔隧道、雙聯(lián)拱隧道、兩車道隧道、明做雙箱隧道,最大斷面開挖寬度22.5米。而這一隧道斷面寬度也創(chuàng)下全國城市公路隧道紀(jì)錄。