【桥隧创新周周探】新港高速公路双柳长江大桥及接线工程

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  ：跨江主桥为主跨1430m单跨简支钢箱梁悬索桥，两岸跨大堤桥均为100m简支钢-LUHPC组合箱梁桥

  ：本项目采用全程高架方案，其中跨江主桥为单跨简支钢箱梁悬索桥，主缆跨度布置为（430+1430+430）米，边主跨比0.301，矢跨比采用1/9。大桥气势雄伟，横贯长江南北，具有跨径大（主跨1430米）、主塔高（塔高超过210米）、基础深（北岸主塔桩长117米、北锚地连墙深64米）、地连墙基础直径大（外径85米）、主梁宽（全宽50.5米，目前长江上最宽的高速公路钢箱梁悬索桥）、荷载重（远期大货车和拖挂车占比达到 35%以上）、科技含量高、生态环保要求严的特点

  作为武汉市东大门第一桥、武汉市第12座长江大桥，双柳长江大桥设计中采用了多项创新设计，建成后必将成为武汉市又一座新地标。

  1、顶板U肋与顶板采用双面全熔透焊接工艺，桥面板抗疲劳性能大幅度的提高；顶板U肋采用生产效率高、残余应力小的热轧U型肋，根据受力需要对U肋底板加厚，配合钢箱梁大、小横隔板间隔设计方法，有效提升桥面局部刚度；从正交异性钢桥面与桥面铺装协调匹配的方面出发，优化多项构造细节、铺装层设计参数，钢桥面板与铺装层耐久性进一步改善。

  2、首次在长江大桥钢箱梁节段间采用环槽铆钉的连接方式。该方案具有强度高、夹紧力一致性好、抗振防松性能和抗疲劳性能优异、安装及更换快捷等优点，明显提高大桥连接安全可靠性。

  3、首次在大跨度悬索桥中采用铸焊密贴式双纵肋主索鞍结构，形成双纵肋与鞍头底部磨光顶紧不焊接的鞍体制造工艺；在保证主索鞍稳定性的前提下，有效解决了当前悬索桥主索鞍焊接难度大、操作空间受限的问题，提升了施工效率与工程质量。

  4、主缆采用锌-10%铝-稀土合金镀层高强钢丝，主缆耐腐蚀和抗老化性能提高3倍以上。在保留传统外部除湿管道基础上，将悬索桥主缆中心索股抽换成内部除湿通道以形成内、外部双通道通气的主缆除湿系统，有望从根本上解决以往送气除湿难以实现主缆截面全覆盖、送气管道后期需多次更换等问题。

  5、将锚碇后锚室提升至地面线以上，锚固系统采用新型可更换式成品索，配合锚体防水卷材、止水防渗新技术，锚固系统基本不受地下水和积水的影响，锚固系统的耐久性得到根本性提升。

  6、两岸100m跨堤大桥为目前世界上跨径最大的简支组合梁桥，为适应其大跨、重载的特点，研发了轻质超高性能混凝土（LUHPC）材料应用于组合梁桥面板设计。该材料具备轻质、高强、低收缩等显著优点，较常规普通砼自重减轻30%，材料强度提高2倍以上，与相同强度的UHPC相比，自重减轻17%，收缩应变终值降低86%，为超大跨径钢混组合结构开辟了一条新的广阔应用前景。

  通过多项四新研发技术应用，聚焦工程本体质量安全的信息化管理、智能化建造，将双柳长江大桥建设成湖北省首座新型智能跨江大桥。

  1、通过多种阵列式弱光纤光栅传感器与悬索桥索股在工厂制造阶段组装，形成索股全长多测点、多物理量监测的新型主缆索股结构，可有效提升主缆架设精度，掌握全长全断面主缆湿度测量数据，指导主缆除湿系统合理工作。

  2、结合项目BIM模型，建立基于主缆、主塔、主梁的光纤光栅阵列的桥梁状态识别系统，实时监测数据分析、重构和推演，构建从施工阶段开始贯穿整个桥梁运营阶段的智能缆索的桥梁状态识别系统，实现桥梁大数据管理、展示、评估和预警一体化。

  3、基于分级减震的控制理念，在支座设计中采用了自润滑、低磨耗、耐快速剪切的新型滑板材料，并研发了集支反力监测、支反力自适应和免顶升功能于一体的新一代智能支座。

  4、研发集钢筋部品安装、混凝土自动布料、振捣、自动养护等功能于一体的新型一体化智能筑塔机；围绕塔柱钢筋网片柔性生产的基本工艺特点，研发大规格高延性钢筋新产品。基于数字孪生技术，研发形成了地连墙智能建造系统、大直径超长桩基础智能建造系统、大体积混凝土智能控制系统。

  5、本项目全程高架，预制梁用量大、质量控制难度高。应用BIM模型对梁体质量参数进行数值仿线G传输技术实时更新数据，形成基于数字孪生技术的智能布料、智能液压模板与移动台座、智能振捣及蒸养、压浆的预制梁智能建造成套技术，实现了预制梁实体质量全生命周期高效、高质量管理。

  双柳长江大桥以打造交通运输部“平安百年品质工程”示范项目为目标，在大跨度悬索桥中首次引入防灾韧性智能提升的设计理念：

  1、针对未来双柳长江大桥通行危化品及油罐车数量较多、桥梁火灾概率较高的特点，研发新一代抗⽕密封综合防护技术体系，对大桥跨中400m范围内主缆、索夹进行了耐火设计，形成主缆防腐耐火一体化防护新技术。

  2、针对武汉地区夏季高温、冬季冰雪的气候特点，在长江大桥上设计了（准）全天候通行主动式预警及喷淋系统。该系统使用先进的交通气象环境传感器技术及预测方法，可兼顾夏、冬季不一样的需求，对路面温度及路面结冰精确短临预警，低温场景下精准撒布融雪剂溶液，保障行车安全，高温场景下自动喷淋降温，有效提升钢桥面铺装耐久性。

  3、在深入研究钢箱梁风振成因的基础上，结合风洞实验优化断面，获得最佳气动外形，不采取任何气动措施便可满足钢箱梁抗风稳定性需求；集成刚性连接、冲击耗能和调谐减振功能，首次成功研发钢丝绳四吊索新型阻尼器，有效控制塔区长索大幅尾流驰振、中高阶风致振动，形成吊索宽频振动控制新技术。

  4、研发了一套对风振、车振及地震的多目标协同控制的自适应自复位阻尼器，明显提升大桥抗震防灾韧性，且梁端年往复位移降低90%，阻尼器自身以及桥梁易损件的常规使用的寿命大幅度的提高。基于图像识别技术，进行多种监测能力的自传感智能提升，为桥梁结构的运动状态分析提供重要的实时数据。

  为给江豚、中华鲟等国家重点保护野生动物的洄游通道让路，长江大桥采取“一跨过江、水中不设桥墩”的建设方案。针对涨渡湖湿地自然保护区内鹭类集中繁殖，采取全封闭式的遮光磨砂声屏障，是国内少有的先进鸟类保护措施。

  首次在湖北长江大桥建设中采用工厂定制的全装配巡检维养系统，避免了现场焊接作业，并首次应用了材料利用率更高、绿色低碳更环保的粉末涂装替代传统油漆涂装。项目还通过设置桥面径流智能防控收集系统、污水处理系统，提高桥梁防护栏等级等措施，有效保护旁边的环境及长江珍稀物种多样性。

  本项目作为武汉都市圈环线）跨越长江的控制性工程，建成后将有效支撑武汉建设国家中心城市，增强过江通道供给能力，并为沿线地区经济产业高质量发展提供基础设施保障。项目的实施将逐步优化武汉都市圈环线高速公路路网结构，助力湖北交通硬联通加密成网，增强过江通道供给能力，有效推动武鄂黄黄都市圈一体化进程，为沿线区域经济社会持续健康发展提供重要支撑。