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京新上地桥 |
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京新上地桥,又称“上地铁路立交桥”,是位于中国北京市海淀区上地街道的一座单塔高速公路斜拉桥,承载京新高速公路(北京五环路-六环路段),跨越北京地铁13号线、京包铁路、京张城际铁路和两条城市道路,大桥全长2,296米,主塔高99米,主跨长230米,是北京市最高及跨径最长的桥梁。于2010年5月开工建设,2011年11月主体完工[1],2012年1月1日正式通车,有效缓解了京藏高速公路的交通压力[2]。
摘要
上下六车道,拥有华北地区跨径最大的桥梁——京新高速上地斜拉桥不仅仅是北京桥梁之最,更是北京地区一个标志性的建筑,同时也是华北地区跨径最大的桥梁。 上地斜拉桥是国家高速G7京新高速公路的起点段,大桥全长3公里,主桥长510米,主塔高99米,上有斜拉索88根,其中最长索222米,最大索重27吨。施工采用的顶推法作业是国内迄今为止重量最大的顶推作业。
设计
大桥全长2,296米,其中主桥长510米,桥型采用五跨连续单塔单索面预应力钢筋混凝土斜拉桥[3],主跨230米,副跨198米;桥面宽35.5米,主塔高99米[4];承台体积为1.2万立方米,厚8米[5]。全桥斜拉索共44对88束,规格∅7×409,其中最大索长222米,最大索重27吨,共重1,411.8吨[2]。 主塔造型酷似天上滴落的水珠,大桥宛如一把硕大的的竖琴,凌空飞架于地铁13号线、京包铁路和规划京张城际铁路线之上,飘然欲举,雄伟壮美,这就是享有“京城最高斜拉桥”之称的上地斜拉桥,这座华北地区体量最大的混凝土斜拉桥为北京市“撑起”了又一座地标性建筑。
施工
大桥主塔塔柱采用液压爬模施工技术[3]。主桥上跨京包铁路、北京地铁13号线和规划中的京张城际铁路,与地铁13号线成15度夹角,为了不影响铁路和地铁的正常运行,加上施工空间不足的因素,该桥最终采用了“顶推法”进行施工,顶推主梁长度212米,顶推距离213米,顶推总重量25,000吨,这是当时中国重量最大的顶推施工作业[6]。
大桥顶推段的箱梁自重25万千牛、梁宽35.5米、悬臂长度63米,这三项技术指标均创造了曲线混凝土箱梁顶推施工的世界纪录。“两点限位”顶推工法获国家级工法、中华人民共和国交通运输部公路工程工法、北京市优秀工程设计一等奖[7]。
京新上地桥获得第十五届中国土木工程詹天佑奖。[8]
科技创新与新技术应用
1.针对施工场地狭窄,紧临居民区、城铁站等不利因素,结合周围自然、人文和工程环境等特点,创造性的构思出“水滴形独塔,复杂曲线单点顶推法施工”的设计方案,结构新颖,受力明确合理,解决了城市内跨越繁忙铁路、城铁桥梁施工的技术难题,实现了工程建设与沿线人文自然的和谐统一。
2.针对顶推梁段平面曲线为直线+缓和曲线+圆曲线的复杂线型和上跨运营铁路城铁的安全要求,首创了混凝土梁底啮合圆曲线顶推轨迹、单点顶推、两点限位纠偏综合施工新技术,实施效果良好。
3.设计了一整套多功能施工及检修平台,既保证了斜拉索的快速施工,又解决了斜拉索灯具套筒等附属设施的安装和运营维修问题。
4.发明了中心偏位自动显示仪、顶推梁横向限位器等设备,实现了大吨位曲线混凝土梁顶推的动态纠偏和精确就位。
5.发明了新型整束退锚器,解决了212m超长预应力临时束整束安全快速退锚的技术难题。
6.发明了斜拉索灯具套筒式安装装置,解决了大跨度斜拉桥亮化灯具易于产生风振的技术难题。
7.研发了变曲率、变宽度、全钢液压爬模系统,解决了变截面曲线实心塔施工难题。
8.新颖的混凝土梁与导梁结合部构造,采用精细有限元系统分析了钢结构与混凝土结合部的界面行为,变形协调、应力均匀,设计合理。
9.主墩承台1.2万m3大体积混凝土温控技术的应用,确保了混凝土质量。
命名
2010年9月17日,北京市规划委员会公布了北京市人民政府批准的《京新高速公路五环路至六环路段沿线桥梁名称命名方案》,该桥被正式命名为“京新上地桥”[9]。
特色
京新高速的建成通车实际上缓解了京藏高速公路交通拥堵的压力,还为清河、上地、中关村核心区、海淀后山地区和昌平区的出行带来极大方便。据了解,当时上地斜拉桥的施工采用的顶推法作业是国内迄今为止重量最大的顶推作业,由于上地桥上跨国铁京包线、地铁13号线和规划中的京张城际铁路,与地铁13号线成15度夹角,夹角小、独塔跨径达230米,为了不影响铁路和地铁运行,加上施工用地不足,上地斜拉桥没有采用常规的施工工艺,经过专家组的多次研究讨论,最终采用了顶推法作业,顶推长度212米,顶推距离213米,顶推总重量25000吨。
上地斜拉桥上的钢索臂力惊人,其中有四根最长的钢索,每根长222米,重27吨,这些都让这座桥梁成为北京桥梁之最的同时,保障了桥梁的安全,感叹中国桥梁制造的尖端技术,感叹建设人员的辛苦,更感叹中国人民的智慧。
参考文献
- ↑ 王少辉. 京新高速上地铁路立交桥主体工程完工. 北京高速公路网. 2011-11-29 [2016-08-08]. (原始内容存档于2016-08-26).
- ↑ 2.0 2.1 京新高速创下北京最大斜拉桥记录. 中国土木科技网. 2013-01-16.
- ↑ 3.0 3.1 首届中国最美景观高速路(桥)推荐路线:京新高速上地斜拉桥. 中国高速网. 2015-06-29.
- ↑ 李伶俐 赵凤华. 京城最高斜拉桥 上地铁路立交桥建成. 科技日报 (国家重大技术装备网). 2011-12-28. (原始内容存档于2012-01-25).
- ↑ 京新高速斜拉桥关键技术达国内领先水平. 中国土木科技网. 2013-01-16.
- ↑ 首都高速最美的桥梁——京新高速上地斜拉桥. 中国高速网. 2015-10-20.
- ↑ 徐升桥. 中铁设计咨询京新上地斜拉桥获奖. 人民铁道报. 2014-06-19.
- ↑ 中铁六局主申报首次获奖 京新高速上地立交桥工程问鼎詹天佑奖. 中铁六局. 2017-12-11 [2017-12-21].
- ↑ 京新高速公路五环路至六环路段沿线桥梁名称命名方案确定. 北京市规划委员会. 2010-09-17 [2016-08-08]. (原始内容存档于2016-08-20).