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卢浦大桥位于黄浦江上,连接着北岸的卢湾区和南岸的浦东新区。两区的简称就是卢浦大桥名字的由来。卢浦大桥是当今世界跨度第二长的钢结构拱桥。其优美的弧线桥身设计上,融入了斜拉桥、拱桥和悬索桥三种不同类型的桥梁设计工艺。这在目前单座桥梁建造史上,是施工工艺最为复杂的一座桥,也是用钢量最多的一座大桥,其用钢量高达3.5万多吨。
卢浦大桥的桥身为全钢结构,大桥直线全长3900米,其中主桥长750米,宽28.75米,采用一字跨江法,这也造成其主跨跨径达550米,居世界同类桥梁(钢管拱桥)前三名。主桥功能设计为6车道,引桥也是六车道和四车道的分流设计,设计航道距离江面高为46米,通航净宽为340米。主拱截面世界最大,为9米高,5米宽,桥下可通过7万吨级的轮船。
它也是世界上首座完全采用焊接工艺连接的大型拱桥(除合拢接口采用栓接外),现场焊接缝隙总长度达到4万多米,这长度只比上海市内环高架路的总长度少一点而已。
2007年为了让它成为上海市的地标建筑并产生收益,在其大桥上安装了景观灯,并在它周围建设大桥博物馆和拱顶观光平台。游客们可以沿着300多级台阶步行观光,然后乘坐高速观光电梯直达50米高的卢浦大桥桥面,再从人行道上攀登380米的台阶上到拱肋顶端,站在巨大的观光平台上眺望。不仅可以观赏到浦江美景,更可以鸟瞰到整个世博会的景色。
现代技术的运用
软件
卢浦大桥在建造过程中需要进行多次桥体结构的转换,而且大桥的跨径非常长,其结构的受力面也是十分巨大,需要在建造过程中,一边建造一边修改建设图纸。解决这些问题,都需要依靠计算机的软件来计算,但是世界上并没有任何一台计算机的软件能够实现。
没有现成的软件,那么桥梁专家只得自己设计。依托桥梁设计师的理论,在加上市政设计院和同济大学地基教研室的共同开发。创造了世界上首套针对如此大型全焊接式钢拱拱桥设计的计算机软件,通过它可以验证大桥的结构设计、整体是否稳定,亦可计算各种类型桥梁内力。
全焊接
卢浦大桥以全焊接模式代替了传统的螺栓连接模式,其难度在现代造桥史上是空前的。卢浦大桥采用的S355N钢是一种即昂贵,又坚固易焊的钢材。它可以最大程度上使两个硕大钢拱肋之间的对接焊缝错边偏差都小于1毫米,这样子连一只蚂蚁都爬不进去。
装安全带
桥梁专家特别为卢浦大桥装上了“安全带”,使得大桥在950年一遇的特大地震的震动下,保持钢板不开裂,钢筋不会出现被拉断的情况。即使在遇上3280年一遇的超强地震,它也有足够的变形能力支撑着,能够在强烈的震动下左摇右摆上抖下晃,但绝对不会倒塌。并且还在大桥的两根中间横梁上,各放置了两个3米长的粘滞阻尼器。一旦大桥发生剧烈的震动,这个装置可以产生很大的阻尼力,起到缓冲作用,一下子“拉”住大桥,防止两边桥面与中间桥身产生剧烈的碰撞和震动。在如此巨型钢结构的拱桥上运用阻尼器,这在世界上还是第一次。
导风器
为了减小江面风浪通过桥拱后产生的涡激共振,他们为大桥“涂”上了一层“润滑油”——导风器,通过在大桥拱顶设置多个建筑膜结构以“导通大风”。 卢浦大桥就能够抗衡12级强风的正面袭击。由于国外在大型拱桥上多是以 “空腹式”来疏通大风,不存在涡激共振的问题,因此这一方法也是世界首创。
10个“世界之最”
卢浦大桥的建成涉及到各方面的桥梁建筑问题,并在一些设计与建造上都是绝无仅有的。下面就是这座大桥创造的10个“世界之最”。
1、世界上桥身跨径最大的钢箱拱桥,其跨度达550米,比原先世界最大的美国西弗吉尼亚大桥还要长32米;
2、世界上首座采用箱型拱结构的特大型拱桥,主拱截面高达9米,宽5米,为世界最大的主拱截面;
3、世界上首座除合龙接口一端采用栓接外,其余部分均采用焊接工艺连接的大型钢结构拱桥,现场焊接焊缝总长度高达4万多米,焊接长度接近上海市内环高架路的总长度;
4、在拱桥建造过程中,单件构件吊装重量达到世界之最,达到了单件吊装860吨,河中跨拱肋吊装最大重量为480吨,也居世界之最;
5、其建造中融合了斜拉桥、拱桥、悬索桥等三种不同桥梁设计、施工工艺于一身的大桥,是目前世界上在建单座桥梁建造中采用的施工工艺最多,也最复杂的一座桥;
6、整座主桥结构用钢量达3.5万多吨,相当于建造了3艘7.4万吨轮船的用钢量,是目前世界上单座拱桥用钢量最大的;
7、整座主桥在施工建造中的用钢量达到了1.1万多吨,是目前世界上单座拱桥建造中施工用钢量最大的一座;
8、大桥建设中所使用的16根水平系杆索,是目前世界上拱桥中长度最大(760米)、直径最粗(18厘米)、单根重量最重(110吨)以及单根拉力吨位最大(1700多吨)的水平索;
9、现场钢板焊接厚度达100毫米,是世界钢结构桥梁建造中现场钢板焊接厚度最大的一座;
10、在建桥过程中使用了众多大型机械设备和大型临时施工设备,是目前世界上单座桥梁建造中使用大型机械设备和设施最多的一座。
上海卢浦大桥是黄浦江上的第一座全钢结构拱桥,也是当今世界上跨度第二大的钢结构拱桥,设计科技含量之高,建造精度要求之严,施工难度之大,都是前所未闻的。它标志着我国现代桥梁建筑技术的重大突破,也让我国的造桥水平跃上了一个新的台阶。