建筑结构丨世界首座高铁悬索桥——五峰山长江大桥建设始末

来源：道路瞭望

五峰山长江大桥位于江苏泰州长江大桥和润扬长江大桥之间，是继1968年建成的南京长江大桥和正在建设的沪通长江大桥之后的长江江苏段第三座公铁两用大桥，是连接连淮扬镇铁路和京沪高速公路南延的关键节点工程。

大桥建设单位——上海铁路局；

大桥设计单位——中铁大桥院负责设计，全国工程设计大师、我国悬索桥著名专家徐恭义担任总设计师；

大桥施工单位——第一标工程段：中交第二航务工程局(包含五峰山长江大桥悬索桥北锚碇、北岸边墩、北岸辅助墩、北塔基础、北塔、北岸主缆锚固系统、北岸主索鞍塔顶格栅及顶推架的预埋件等)；第二标工程段：中铁大桥局(包含五峰山长江大桥悬索桥南锚碇、主桥南岸边墩、南岸辅助墩、南塔基础、南塔，悬索桥主缆及主桥钢桁梁，以及南岸主缆锚固系统、南岸主索鞍塔顶格栅及顶推架的预埋件等)。

大桥工程概况

五峰山长江大桥设计4线铁路(2线连镇铁路、2线预留)+双向8车道高速公路的公铁两用大桥。铁路设计行车速度250km/h(预留铁路200km/h)，高速公路设计速度100km/h。

五峰山长江大桥的单列列车设计荷载35590kN，列车设计荷载集度为64kN/m，铁路运行速度达到250km/h，将超过目前世界上跨度最大的公铁两用悬索桥—日本濑户大桥中的南备赞大桥，成为世界上荷载和设计速度均为第一的公铁两用悬索桥。

五峰山长江大桥跨江主桥立面布置图

大桥全长6.409km，其中主桥长1.432km，南北公铁合建段引桥长1444.799m(北岸757.9m，南岸686.899m)；南北单建铁路引桥长3532.11m(北岸2304.811m，南岸1227.299m)。

主桥跨度布置为(84+84+1092+84+84)m，主梁为板桁结合钢桁梁，华伦式桁架，横断面采用带副桁的直主桁形式，两片主桁间距30m，桁高16m，节间长14m。全桥共2根主缆，主缆采用预制平行高强钢丝索股结构(PPWS)，每根主缆由352股索股组成，每股由127根φ5.5mm镀锌高强钢丝组成，主缆挤圆后直径1300mm；吊索与索夹采用销接式连接，索夹均采用上下对合型结构。主塔采用C55混凝土，南岸塔高191m，北岸塔高203m。主塔采用钻孔桩基础形式，南岸锚碇采用扩大基础形式，北岸锚碇采用沉井基础。

南北引桥主要为简支梁桥、连续梁桥和连续刚构桥。

大桥主桥混凝土159.3万立方米，钢筋8.3万吨，钢材2.35万吨，钢梁7.2万吨，主缆3.3万吨，索鞍3500吨。工程总投资67.89亿元。

大桥工程特点

五峰山长江大桥工程建设具有“四新四高”的特点：

“四新”

新材料：已有悬索桥主缆钢丝强度不大于1860MPa,本桥将研制采用抗拉强度不小于2000MPa的新一代高强钢丝。

新工艺：钢桁梁制造经历了单杆件制造、单节段制造、单桁片两节段制造工艺，本桥将采用工厂化两节段钢梁整体制造新工艺。

新装备：本桥主缆直径1.3m，为目前世界范围内最大直径主缆，将研制适合其直径的大型紧缆机和缠丝机。

新技术:本桥钢梁吊装节段重量大，采用2节段钢梁整体安装新技术，将进一步提高钢梁架设安全性，加快施工进度；在本桥的建设管理中，采用基于BIM的信息化管理新技术，提高我国高铁桥梁建设管理水平。

“四高”

建设标准高：该桥铁路双向4线铁路,按高铁标准施工；公路双向8车道，按高速公路标准施工。同类桥梁中居“世界第一”。

安全要求高：该桥南锚扩大基础位于山壑间，且平面直径达90m，基坑开挖深度达35m，毗邻奇美化工厂区，基坑防护及岩体开挖安全要求高。

质量要求高：4号主塔墩处地质复杂，基础结构为高低支腿大直径钻孔桩，施工质量要求高。

施工难度高：1.北锚碇沉井平面尺寸长100.3m，宽71.7m，高56m，为我国目前平面尺寸最大的陆上沉井，因其尺寸大、入土深及重量重等特点，如何保证沉井基础的顺利下沉并精确定位尤为关键，难度极高。2.该桥为我国第一座跨度超千米的超大型公铁两用悬索桥，主缆线型控制、吊索制造精度、两节段整体架设等关键工程难度大、要求高。

大桥建设始末

2008年，铁道部计划司正式委托开展前期研究工作；

2009年底，中铁大桥勘测设计院开始现场踏勘和资料收集研究，启动工程可行性研究；

2010年2月完成项目建议书编制；5月完成工可研究，开始初步设计。初始的五峰山公铁大桥初步设计方案为悬索桥，其中主跨1120米，在此类桥梁中跨度、荷载均属“世界第一”；

2013年9月，按照铁路总公司要补充研究比选隧道过江方案及相关地勘工作；2013年12月，铁路总公司要求补充论证跨度1036m悬索桥和斜拉桥设计方案研究；

2014年5月中铁大桥勘测设计院按要求完成编制工程可行性研究报告送审；10月中铁大桥勘测设计院完成五峰山长江大桥初步设计并报送审查；12月28日连淮扬镇铁路部分区段正式宣布开工建设，拉开了连淮扬镇铁路建设的序幕；

2015年1月铁路总公司组织全国专家专题审查五峰山长江大桥初步设计方案，会后正式确认大桥按四线高速客运铁路、八车道公路设计，悬索桥主跨采用1092m；1月16日下午，省政府主要领导和分管领导及镇江、扬州、盐城、连云港等市政府领导带队，在京拜会中国铁路总公司。交流商谈时，在市领导的积极争取和省领导的大力支持下，中铁总公司主要领导同意连淮扬镇铁路过江大桥使用“五峰山长江大桥”桥名；7月铁路工程总公司组织在南京会审五峰山大桥施工图设计；9月五峰山大桥主桥工程总承包施工全国公开招标；

2016年1月1日，由中铁大桥局承建的世界上荷载最大和设计速度最快大桥——五峰山长江特大桥4号主塔墩48号桩正式开钻，标志着大桥主体结构施工的全面展开；

2018年5月15日，五峰山长江大桥4号主塔顺利封顶，是世界首座高速铁路悬索桥。

北锚碇下沉

南锚碇地连墙施工

3号主塔承台钢围堰下沉

拓展阅读

建设大桥时，哪些因素决定了是建成悬索桥、斜拉桥或者梁桥?

梁桥的选择

这个主要是看通航需求和水文地质条件。

通航会提出需求，通航孔的最小宽度，桥下净空等等。

水文地质条件就是看水中是否适合架设桥墩，或者说架设桥墩的成本会不会太高。这两点就会决定桥梁的最大跨度。

斜拉桥和悬索桥的选择

斜拉桥和悬索桥的跨越能力都很大了，悬索桥的极限跨度会大于斜拉桥。但对于长江来说，这两种桥的跨越能力都是够的。

他们两者的选择，因素就比较复杂了。

从技术上说，传统悬索桥是需要锚定，给悬索桥的大缆提供固定，并将大缆荷载传递到地基上的。如果能够在两岸找到适合建设锚锭的条件，那么悬索桥会很合适。

否则，锚定的造价会很非常高的。

施工条件上说，斜拉桥的施工会比悬索桥复杂，受力也会更复杂一些。

悬索桥的施工是穿大缆，拉吊索，然后安装加劲梁，加劲梁可以按照，如果能否浮吊吊装，那是非常好的。

斜拉桥的施工适用性就比较广，采用悬臂施工，就不需要采用浮吊设备架梁。

从外观来说，两者哪个好看，是仁者见仁。而有的城市是有航空限高的，这时候桥塔就不能做高了。

当然，这两种桥型从技术上都没有太大障碍，刚才说的这些差别，都是可以通过加大造价来抹平的，所以很多时候，设计单位都会做两个方案，斜拉和悬索方案，让业主去选。

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