新首鋼大橋是中國北京市境內的一座跨越永定河的橋梁工程,連接了石景山區和門頭溝區地區,全長1354米,寬度達54.9米,主路設有4上4下8條車道,同時還設有非機動車道和人行道。該橋采用全球首例雙塔斜拉鋼構組合體系橋型,是目前北京地區最大的跨徑橋梁,也是目前中國最寬的鋼橋梁之一。新首鋼大橋于2016年6月正式開工建設,2019年1月18日完成合龍,2019年8月1日正式貫通,2019年9月29日正式開通。該橋是中國北京市長安街西延工程的關鍵節點,為北京市交通運輸事業的發展做出了重要貢獻。
地理位置
新首鋼大橋橫跨北京市永定河而立,坐落于長安街西延線上,向南為北京園博園中的永定塔,北側為首鋼滑雪大跳臺,西起門頭溝區石擔路、東至石景山區古城大街。
大橋設計
橋梁結構
新首鋼大橋為全鋼結構倒“U”形雙斜鋼塔斜拉橋,由于兩座倒“U”形鋼塔分別向東、西兩側傾斜,從高空俯瞰,仿佛兩個面對面席地而坐的拔河健兒,腳抵著腳,手拉著手,各自向后用力拉伸,就像一座兼具力與美的鋼鐵藝術品。通過橋墩柱的錯落布置,大橋下形成很多圍合空間,既能保證市民利用開闊空間休閑健身的安全性,結構上又不失通透感。
設計參數
新首鋼大橋全長1354多米,其中主橋長639米,主跨跨徑280米,橋面最寬處54.9米,約為南京長江大橋寬度的2.7倍。北半側橋跨徑組合639米,南半側橋跨徑組合639米。橋面為雙向八車道,道路等級為城市主干路,橋梁標準寬度47米,局部全寬54.90米(高塔處),橋梁面積31174平方米。索塔采用全鋼結構,高塔橋面以上高約112米,南北塔傾斜角分別約為61°和71°。主梁采用全焊接分離式變截面鋼箱,中間橫梁連接,橫梁間距3米,車行道部分為正交異性鋼構橋面板。中跨主梁寬度從54.9米、47米、53.7米漸變,梁高從10.51米至3.3米漸變,邊跨主梁寬度為47米,梁高3米。斜拉索采用豎琴式漸變距離布置,塔上索間距2.90~7.26米,梁上索間距3.76~14.4米。兩座鋼塔高矮不一,位于西側的鋼塔高度達112.195米,位于東側的鋼塔高度65.915米,傾斜角度達到57度。鋼塔連接著的112根拉索也呈傾斜形式,共同拉起全橋30000多噸鋼箱梁。
建設歷程
●2016年6月,永定河大橋主橋——“和力之門”樁基礎正式開始施工。
●2017年11月2日,“和力之門”完成鋼塔首段吊裝。
●2018年7月16日,長安街西延線上的永定河大橋完成首段合龍。
●2019年1月11日,長安街西延工程跨永定河大橋正式定名“新首鋼大橋”。
●2019年8月1日,新首鋼大橋鋼梁實現零誤差貫通。
●2019年9月底,包括新首鋼大橋在內的長安街西延工程將正式通車。
和力之門
所謂“和力之門”,從受力示意模型圖看,就像是兩個面對面坐在地上的人,腳抵著腳,手拉著鋼索,各自向后用力拉伸;他們背后,各有一個更小的人在用力拽鋼索。這樣的造型,充實了橋梁的結構形態。橋塔的外形擬態生動,傾斜的索塔富有張力,結構體系屬于創新。
技術挑戰
“和力之門”獨特的結構設計給制作安裝帶來了前所未有的挑戰,“斜拉鋼構組合體系橋,不同于常規的斜拉橋那種全漂浮體系,如何建成兩個非一致傾斜三維空間拱結構、分別高達112.195米和65.915米的橢圓形鋼塔,在國際橋梁領域尚無先例,國內也沒有經驗可循。
城建發展專門成立新首鋼大橋技術保障組,組織技術專家、工程技術人員、高級技師大力開展科技創新和技術攻關。三年來,他們通過開展工廠化、機械化、自動化、智能化生產,確保了桿件加工制造精度。
在設計、施工中,采用BIM管理平臺,對文件、物料、質量、進度進行全方位管理;開展曲板加工、異形節段組焊等試驗研究,全力攻克了150毫米超厚板焊接與變形控制難題;采用三維掃描測量技術進行成品檢測,實施數字化預拼裝實現施工模擬,解決了鋼塔空間曲線結構測量監控難度大的難題,高質量完成了總長15萬延米的焊接作業量。同時,采用兩臺大型履帶吊,通過設計專用吊耳、吊具、索具及空中姿態精調控制裝置,并精確計算空中節段架空位置,確保了節段安裝精度。最終,在工程各方的共同努力下順利完成了橢圓形鋼塔的制造與安裝。
現實意義
新首鋼大橋建成后,將成為北京西部地標性建筑,為北京西部新增一條進出中心城區的快速通道。
設備設施
新首鋼大橋機動車道兩側為非機動車道和人行步道,主橋兩側還將新增無障礙人行梯道。市民可在橋上的觀景平臺眺望永定河美景,橋下空間也將向市民開放,并配備花園、廣場、衛生間等服務設施,主干路中央隔離帶的欄桿,不僅具備防撞功能,夜間還能抵擋對面車輛燈光照射,避免晃眼。
新首鋼大橋燈光系統整體調試完畢后,高矮塔的內側既可以呈現出7種單色,也可以呈現出五彩色,10000多套燈光設備,可以組合出平日、節日和重大節日三種模式。
運營情況
新首鋼大橋全程設有公交專用道,從古城大街到大橋西端的石擔路,全長約6.5千米的長安街西延線公交專用道全覆蓋。新首鋼大橋最高限速每小時70千米,橋上有區間測速裝置及標識。
建設成果
新首鋼大橋南北塔肢均有不同角度的傾斜,溫度變化對鋼結構的影響格外突出,不同的時間點進行測量,塔肢的數據也會變化,克服高空測量的難題變得尤為重要。在整個施工過程中,塔節段制造、吊裝、運輸、焊接難度大,影響因素多,受天氣條件制約大。
榮譽表彰
2020年8月,新首鋼大橋榮獲“2020年國際橋梁大會(IBC)尤金·菲戈獎”。
參考資料 >