中山大橋(中國廣東省境內連線廣州市、中山市的跨海通道)

中山大橋(中國廣東省境內連線廣州市、中山市的跨海通道)

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中山大橋(Zhongshan Bridge),是一座連線中國廣東省廣州市南沙區萬頃沙鎮與中山市南朗街道的跨海大橋,跨越橫門東水道,為深中通道橋樑段組成部分,也是深圳—岑溪高速公路(國家高速G2518)的重要組成部分。

中山大橋於2018年9月6日動工建設;於2022年6月28日完成合龍;於2024年6月30日隨深中通道正式通車試運營而開通。

中山大橋起於翠亨東互通,止於萬頃沙互通;全長1170米,橋面標準段寬40.5米,主跨580米;橋面設計為雙向八車道高速公路,設計速度為100千米/小時。

基本介紹

  • 中文名:中山大橋
  • 外文名:Zhongshan Bridge
  • 始建時間:2018年9月6日
  • 投用時間:2024年6月30日
  • 所屬地區:中國廣東省中山市
  • 類型:斜拉橋、特大橋、公路橋
  • 長度:1170 m
  • 寬度:40.5 m
  • 車道規模:雙向八車道
  • 設計速度:100 km/h
  • 起止位置:翠亨東互通、萬頃沙互通
  • 途經線路:深圳—岑溪高速公路(國家高速G2518)
歷史沿革,橋樑位置,建築設計,建築結構,設計參數,設施設備,照明系統,監控系統,通信聯絡,運營情況,票制票價,交通管制,交通流量,建設成果,技術難題,科研成果,文化特色,價值意義,

歷史沿革

2015年12月21日,中華人民共和國國家發展和改革委員會發布《關於廣東省深圳至中山跨江通道可行性研究報告的批覆(發改基礎〔2015〕3007號)》,內容同意建設廣東省深圳至中山跨江通道。
2018年9月6日,中山大橋主墩樁基開鑽。
2019年9月29日,中山大橋完成最後一個鋼吊箱下放。
2021年8月8日,中山大橋西主塔封頂。9月21日,中山大橋東主塔封頂。11月24日,中山大橋首片鋼箱梁完成吊裝。
2022年6月28日,中山大橋完成合龍。
2023年3月12日,中山大橋鋼橋面鋪裝完成。
2024年4月13日,中山大橋進行橋樑荷載試驗。6月30日,中山大橋隨深中通道正式通車試運營而開通。
中山大橋
晨曦中的中山大橋

橋樑位置

中山大橋位於中國廣東省粵港澳大灣區內,中國廣東省中山市東部橫門東水道上,連線中國廣東省廣州市南沙區萬頃沙鎮與中山市南朗街道,跨越橫門東水道,西起翠亨東互通,與中山—開平高速公路(粵高速S26)銜接,通過中山—開平高速公路(粵高速S26)和深圳—岑溪高速鐵路(國家高速G2518的並行線在火炬東互通與中山東部外環高速公路(粵高速S77)相連;東至萬頃沙互通,與南沙—中山高速公路萬頃沙聯絡線(粵高速S7811通過深中通道的深中大橋深中隧道與深圳市相連;途經線路為深圳—岑溪高速公路(國家高速G2518

建築設計

建築結構

  • 設計理念
中山大橋橋塔採用H形塔,塔柱採用切面元素,白天陽光照耀在橋塔的切面上,呈現不同的效果,讓整座橋的視覺效果豐富多變,切面元素也使得橋塔在美學表達上輕盈簡潔。
  • 整體設計
整體設計
整體
雙塔雙索麵鋼箱梁斜拉橋,主橋採用半漂浮體系。
主梁
①主梁採用整幅流線型扁平鋼箱梁結構,採用正交異性鋼橋面板,雙邊腹板構造,中間不設縱隔板。主梁材質為Q345qD鋼。
②頂板、底板採用U肋加勁。頂板在中央分隔帶、拉索區採用板肋加勁。
③主梁橫隔板分為普通橫隔板、拉索橫隔板、支座橫隔板、壓重橫隔板4類。拉索橫隔板與普通橫隔板採用相同構造,均為通透性好且節省材料的空腹桁架式結構。拉索橫隔板與普通橫隔板採用相同構造,均為通透性好且節省材料的空腹桁架式結構。
箱梁橫隔板為空腹桁架式結構,鋼箱梁縱向採用U形閉口肋、板式加勁肋加勁,未設定縱隔板。錨拉板焊接於主梁外腹板之上的箱梁頂面。
索塔
①橋塔採用H形(門型)鋼筋混凝土結構,由兩塔柱、上橫樑和下橫樑、塔底連線系梁及塔頂裝飾區組成,系梁為單箱單室斷面,混凝土強度等級為C50。
②塔柱採用新穎的單箱單室不規則多邊形截面,上橫樑位於塔柱頂端,將兩塔柱連成整體。下橫樑位於主梁底,其頂面設定有支座墊石及阻尼器墊塊。
③塔柱按鋼筋混凝土結構設計,豎向主筋採用單根布置;上、下橫樑按全預應力構件設計,預應力張拉端設定在橫樑中部的隔牆位置。
斜拉索
採用雙索麵扇形布置,採用鋅鋁合金鍍層高強度、低鬆弛鋼絲索(PES7-127、PES7-151、PES7-187、PES7-223、PES7-253、PES7-283、PES7-301),橋塔上塔柱為斜拉索錨固區,在塔端採用鋼錨梁錨固,在梁端採用錨拉板結構形式進行錨固,張拉端設在塔端。
下部設計
橋塔墩採用分離式承台+群樁基礎的形式。2個分離式承台通過橋塔塔底連線系梁連線形成整體。邊墩、輔助墩採用大懸臂板式整體墩,帽梁布置預應力(帽梁預應力根據上部結構受力工況分批張拉)。主塔塔柱與基礎連線形成整體基礎,承台設計為帶倒角的多邊形。承台採用C40高性能海工混凝土,圍堰封底採用C25水下混凝土。
參考資料:

設計參數

主要參數
整體
中山大橋全長1170米,橋面標準段寬40.5米,全寬46米(含風嘴),橋面寬43.5米,跨徑組合(110+185+580+185+110)米=1170 米,橋面橫向設2.5%雙向排水坡,邊主跨比0.509。
主梁
①全橋鋼箱梁共69個節段,標準節段重428噸,標準段長18米,高4米。橋塔段長12.4米、橋塔兩側無索區段長11.8米、過渡墩段長15米、邊墩段長9.25米、中跨合龍段長10米。
②主梁頂板一般厚度為16毫米,外側重車道+緊急停車帶範圍頂板厚度為18毫米,拉索區頂板厚度為24毫米。底板在縱向不同區段採用12,14,16,18,24毫米5種不同厚度。頂板U肋厚8毫米,高300毫米,上口寬300毫米、下口寬180毫米,間距600毫米;底板U肋厚6毫米,高260毫米,上口寬400毫米、下口寬250毫米,間距800毫米。板肋尺寸為200毫米×20毫米。
③標準間距為3米。普通隔板厚12毫米,拉索隔板厚12~16毫米,支座隔板厚20毫米、壓重隔板厚24~36毫米。
索塔
①主塔高213.5米,橋面以上塔高153.0米。
②塔柱外輪廓尺寸順橋向為7.5~9.0~14.0米,上塔柱壁厚1.55~2.30米,下塔柱壁厚1.8米;橫橋向為7.0~8.2~12.3米,上塔柱壁厚1.2~1.6米,下塔柱壁厚1.8米。
③主筋直徑46毫米、基本間距15厘米。
④順橋向來風時,塔柱風阻係數為1.2;橫橋向來風時,上塔柱風阻係數為1.37,下塔柱風阻係數為0.496。
斜拉索
單塔單柱設15對斜拉索,全橋總計120根。斜拉索塔上索距為3米,樑上索距為18米。拉索橫向間距41.5米,標準強度不低於1960兆帕。
下部設計
單個橋塔基礎採用14根直徑為3.0米的鑽孔灌注樁,150號橋塔墩樁長49~67米,151號橋塔墩樁長63~82米。基礎採用直徑3.0米的鑽孔灌注樁,148號邊墩、149號輔助墩布置8根樁基,152號輔助墩、153號邊墩布置10根樁基,樁長39~63米。單個承台平面尺寸為24米×24米,高為6.5米。基礎為14根直徑3.0米的鑽孔樁,呈梅花狀布置,封底厚度為2.5米。單個承台需C40混凝土3380.0立方米,共需鋼筋313.9噸、封底混凝土1025立方米。系梁每11.2米增加一道隔牆,隔牆厚為1米,橫樑中心設1.5米隔板。系梁跨中位置高9.5米,樑上下寬度均為10米,系梁與塔柱交接處梁高 13.5米,樑上寬12.884米、下寬14米,系梁頂板及腹板厚1.2米,底板厚1.5米。
參考資料:
  • 技術標準
技術標準
公路等級
高速公路
行車道數
雙向八車道+緊急停車帶
設計速度
100千米/小時
汽車荷載
公路-Ⅰ級
設計洪水頻率
1/300
通航水位
最高3.22米(1985國家高程)
最低-0.56米(1985國家高程)
通航情況
雙向單孔通航
通航淨空
390米×53.5米
船舶撞擊力標準
30000噸級船舶
抗風設計標準
平均年最大風速39.1米/秒
地震設防標準
E1水準為100年超越機率10%
E2水準為100年超越機率4%
設計使用年限
100年
參考資料:

設施設備

照明系統

中山大橋配套路燈照明系統,保障行車環境的安全舒適性及全線應急救援高效性。除日常功能性照明外,中山大橋還設計了景觀照明。投射燈由下往上打出光幕,勾勒出斜拉索形狀仿若琴弦。整座大橋就像一架“豎琴”矗立在海中。
中山大橋(中國廣東省境內連線廣州市、中山市的跨海通道)
中山大橋照明測試

監控系統

中山大橋設有視頻監控系統、事件檢測系統;通過氣象檢測器、氣象雷達作深中範圍氣象監測,融合氣象局數據,作氣象災害預測,可提前發現橋路段及島面影響行車氣象問題,及時告知預警等。

通信聯絡

中山大橋在橋面布設了通信設施,在橋樑設定了5G基站。通過技術手段立體組網,實現中山大橋5G通信網“海、陸、空”一體全覆蓋。
中山大橋(中國廣東省境內連線廣州市、中山市的跨海通道)
中山大橋夜景

運營情況

票制票價

根據廣東省交通運輸廳批覆,中山大橋收費車型執行《收費公路車輛通行費車型分類》(JT/T489-2019),萬頃沙互通與翠亨東互通之間的收費標準為6元/標準車次;1至4類客車的收費係數分別為1、1.5、2、3,其中3類客車、4類客車收費係數按前述係數的60%執行;1至6類貨車的收費係數分別為1、2.1、3.16、3.75、3.86、4.09,專項作業車的收費標準參照貨車執行。
中山大橋(中國廣東省境內連線廣州市、中山市的跨海通道)
中山大橋晚霞

交通管制

中山大橋屬於深中通道(中山段)的組成部分,存在以下交通管制:
一、自中山大橋開通之日起,每天0時至24時,禁止危險貨物運輸車輛在中山大橋通行。
二、所稱危險貨物運輸車輛是指車輛使用性質為“危化品運輸”的貨車、專用車輛及運輸列入《危險貨物道路運輸規則》(JT/T617)的具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐蝕、放射性等危險特性物質或物品的運輸車輛;所稱每天為自然日。
2024年6月30日,中山大橋通車試運營,全線實施分道限速,單向有四車道,左側兩車道是小客車專用道,限速100千米/小時,右側兩車道不限車型,限速90千米/小時。
截至2024年6月,中山大橋全線為高速公路,駕駛員不可在通道上違停、下車拍照。非緊急情況下,不允許停車、違法占用應急車道,否則將面臨罰200元記6分的處罰。

交通流量

截至2024年7月3日15時,深中通道(含中山大橋)通過的車流數為30.5萬輛次,日均超過10萬輛次。

建設成果

技術難題

中山大橋在建設過程中,遇到以下建設難題:
  1. 中山大橋施工環境惡劣,施工區域航道每天穿行的船舶多達4000餘艘、通航安全風險大,所處位置地質、水文條件複雜,橋址區域颱風頻發、季風期長,施工組織難度高,施工作業進度要快;
  2. 中山大橋按高速公路標準設計,且處於海洋環境,對運營及耐久性要求高,對主梁抗風性能要求高;
  3. 中山大橋線路長,工程覆蓋範圍廣;淺灘區地處於“潮退灘露”的灘涂區域,大型水上設備無法進入進行護筒施工,常規導向架進度慢,設備使用成本高;
  4. 中山大橋全線有100多個水上鑽孔墩位,鑽孔平台周轉次數為8次;而常規“型鋼+貝雷”平台構造較為複雜,安拆工期長,頂層分配梁和面板在周轉過程中損耗較大;
  5. 中山大橋樁基總量超過800根,鑽孔平台等周轉材料的投入要求高,施工質量控制難;
  6. 中山大橋承台施工數量多,所處環境為流塑狀淤泥帶,深度達到20米;
  7. 中山大橋橋樑墩身及蓋梁鋼筋間距、保護層厚度控制困難,海上高墩施工安全風險大;
  8. 中山大橋蓋梁多為大懸臂結構,支架設計難度大,現場施工風險高,施工質量控制難度大;
  9. 中山大橋樑段節段自重大、剛度小,且已吊裝和待吊裝梁段間橫向高差最大可達7厘米;
  10. 中山大橋鋼橋面板瀝青層施工要經受夏季高溫炙烤不變形,還要與下承鋼板有良好的追隨性,同時面臨著外海高溫、潮濕多雨等不利施工環境。
中山大橋(中國廣東省境內連線廣州市、中山市的跨海通道)
中山大橋橋面
中山大橋在建設過程中,存在以下創新之處:
  1. 浮吊+六框式整體式導向架:每次定位可完成6根鋼護筒,兩天可完成一個墩位的護筒打設,鋼護筒的水平定位誤差控制在2厘米以內,垂直度誤差控制在1/330以內;
  2. 裝配式鑽孔平台模組化設計:平台構件在後場加工成整體,利用吊車分塊鋪設與拆除,每個平台的搭設時間可減少5天,全標段120個鑽孔平台,共節約工期600天;
  3. 大型旋挖鑽搬到海上施工:以旋挖鑽施工代替迴旋鑽施工,提高了鑽孔工效,加快了平台周轉率;Ⅰ類樁占比全線最高,單根樁基成孔時間提高一倍,每個墩位的樁基施工節約36天工期;
  4. 多種形式圍堰促承台施工安全:針對承台的不同埋深、周邊的水深等參數,選用有底鋼套箱圍堰、鋼板樁圍堰、鎖扣鋼管樁+鋼板樁組合圍堰等,不同圍堰形式進行施工保障了承台施工安全質量;
  5. 鋼筋部榀施工工藝:中山大橋採用“短線法”在胎架上製作部品長度按照6米一節,胎架的寬度按照墩身底部最大長度設計,不同節段可根據墩身截面坡度放樣,加工完成後現場起吊安裝,鋼筋間距合格率提高到了95%以上,保護層的合格率提高到了90%以上,且每節墩身鋼筋施工工期縮短一天避免了高墩施工,降低了安全風險;
  6. 斗拱型蓋梁支架:中山大橋創新採用鋼管立柱+桁架支架形式,形如古代建築房梁“斗拱”承載力和穩定性大大提高,裝配式的蓋梁支架搭設時間可節約10天/套,單套蓋梁的鋼筋工程工期由散拼的25天縮短至12天,減少了高空作業時間,降低了施工風險;
  7. C形焊縫+部分索力張拉:中山大橋採取“C形焊縫+部分索力張拉”,將待吊裝梁段荷載自橋面吊機轉移至斜拉索上,有效地實現了橋面吊機卸載梁段橫向高差由7厘米降低至3厘米,後續通過馬板馬固可完成全斷面高差調整,滿足焊接施工要求
  8. 智慧型裝備運用:建設團隊為瀝青層施工研發了智慧型噴塗、智慧型塗刷等8套全新裝備,搭建了集動態視頻、北斗定位等於一體的信息化平台,實現全環節數位化、智慧型化,確保施工優質高效;
  9. 鋼棧橋建設:在緊貼橋位的海面上搭設一條長約8千米的鋼棧橋,將海上施工變成陸地施工,降低了施工安全風險,運輸效率還大幅提升,修建鋼棧橋的材料可調運其他項目重複利用,攤薄投資成本。

科研成果

技術名稱
《超寬鋼箱梁設計及架設》
《斜拉索預張和主梁分階段焊接》
參考資料:

文化特色

2023年3月,紀錄片《深中通道》在中央電視台紀錄頻道首播,其中講述了中山大橋建設過程。
中山大橋(中國廣東省境內連線廣州市、中山市的跨海通道)
紀錄片《深中通道》

價值意義

中山大橋是一座品質之橋、奮進之橋、創新之橋,凝聚了1200多名建設者6年來的辛勤汗水和智慧結晶,成為載入中交二公局史冊的又一世界超級工程。(深中通道S06標項目經理毛奎 評)
中山大橋(中國廣東省境內連線廣州市、中山市的跨海通道)
中山大橋遠景

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