郭家沱长江大桥建设纪实
时间：2022年03月24日
在重庆郭家沱至长江南岸峡口镇之间，郭家沱长江大桥雄姿挺拔，凌江跃起！3月15日上午，在一片胜利的欢呼声中大桥成功合龙，这是中心依托单位招商交科主持设计和参与施工的第12座长江大桥。
重庆郭家沱长江大桥工程是重庆市级重点工程项目，属于重庆市中心城区快速路六纵线跨越长江的重要节点工程，北起江北郭家沱，南接南岸峡口镇，主线全长6.2公里，控制性工程郭家沱长江大桥主跨720米，为目前国内最大跨度的公轨两用悬索桥。大桥桥面采用双层布置，上层桥面为双向八车道城市道路交通，下层桥面为双线轨道交通，为规划中的轨道8号线预留过江通道。
招商交科作为主持设计单位，承担了重庆郭家沱长江大桥项目的前期研究、勘察设计、工后服务等全过程工作。由于大桥地处铜锣峡入口，位于广阳岛重点管控区范围内，对桥梁景观有较高要求。设计方案采用悬索桥的桥型，避免了斜拉桥过高的桥塔对环境的影响，桥塔以“门楹纳水”为设计主题，在悬索桥传统的“门型”桥塔的基础上，融入“水”的元素，使塔身轮廓更圆润，形成刚柔并济的桥塔，与重庆山水城市的景观风貌相得益彰。
创新结构解难题 巧妙合龙出高招
在大桥建造关键技术上，作为大跨径公轨两用桥梁，如何满足轨道刚度指标要求是桥梁设计的重点，更是难点。招商交科设计项目组根据桥位处实际地形条件，经过多方案比选及论证，创新性提出采用“单孔悬吊双塔三跨连续”的结构体系，在不增加桥梁造价的前提下，巧妙解决了轨道刚度要求高等技术难题，使公轨两用桥采用大跨度悬索桥成为可能，为类似工程的设计提供了宝贵经验。
常规悬索桥一般采用“先逐段铰接，最后刚接”的施工方案，而郭家沱长江大桥的施工，为减少施工阶段临时杆件的设置，节省工程造价，在设计过程中提出采用刚-铰混合法，根据详细的计算分析对比，通过合理的设置少量的临时铰，即可保证钢桁梁架设过程中结构受力的安全；在大桥施工阶段，结合施工单位设备及施工能力，进一步调整为“窗口刚接法”进行架设，利用梁段吊装过程中下弦杆件最小间隙的窗口期实现梁段的刚接，并通过对边跨钢桁梁进行整体姿态调整以适应中跨加劲梁端部倾角，实现了全桥无应力合龙。
另外，大桥主桥加劲梁采用钢桁梁上下层布置，在大桥施工中，充分利用桥位所处航运优势，采用整体节段船运，跨缆吊机提升的施工方案。其中吊装的首段钢桁梁长20.5米，高12.7米，宽39.0米，最大自重达661.5吨，是目前长江上游地区所建桥梁中，最重的单节段钢桁梁。整个钢桁梁所用钢材总重约2.5万吨，相当于4座埃菲尔铁塔。五六百吨一段的钢桁梁，在百米上空实现精准对接，连接的误差必须控制在1毫米内之内。通过BIM建模，考虑到吊装现场的风速、温度等因素，经过数十次模拟受力情况，最终实现了毫米级合龙目标。
合龙段吊装
轨道设计显细致 索缆精度超国标
“郭家沱长江大桥的设计和各项施工程序的统筹，是一个复杂的系统工程，方方面面的考虑都要极其细致。”项目总负责人、招商交科第一勘察院副院长、总工程师易辉介绍到：“轨道列车高速制动作用下，主梁会产生较大的纵向位移，为此，我们通过在跨中主缆与钢桁梁之间设置了柔性中央扣，这样就能有效减小列车制动力及地震作用下的纵向位移，保障大桥的安全运行；同时根据详细的计算，在跨中一定范围内的吊索上下锚头处设置关节轴承，以适应横向风力作用下主缆与加劲梁横向位移差产生的转角，改善短吊杆的疲劳性能；另外，由于规划的轨道车站均位于大桥两岸引桥的下方，我们在设计上采用大跨度桥式车站的方案，将引桥墩柱作为轨道车站的主要传力构件，无需单独设置柱网，与传统分离式车站相比，具有工程投资少，结构体量小、造型轻盈的特点。”
对于大跨度公轨两用悬索桥，桥梁索缆是重要受力构件，大桥主缆防腐系统采用传统防腐涂装加除湿系统的防护方案，通过主动和被动两种方式，增强了主缆的耐久性。中心桥梁索缆技术研究院助力重庆万桥交通科技发展有限公司不断提升桥梁缆索制造精度，突破技术瓶颈，解决了业内普遍存在的股内误差问题，潜心研发出牵引力、牵引速度可调、自适应索股规格的智能化牵引设备，将索股长度误差从国家标准要求的1/12000提高到1/30000，高质量完成重庆郭家沱长江大桥主缆及吊索制作、架设及上部结构安装工作，为确保桥梁线形和受力均匀性达到高质量标准打下坚实基础。
大桥主体施工完成后，工程将转入桥面系及附属工程施工阶段，按照目前的施工进度，预计今年内可具备通车条件，这也为重庆快速路六纵线建设按下了“加速键”。届时，重庆中心城区南北向交通压力将得到有效缓解，两江新区至南岸区的通行时间将从40分钟缩短至10分钟，有利于推进重庆东站及广阳岛生态文明示范区的建设，不仅能有效缓解中心城区南北方向的交通压力，而且对助力重庆经济的快速发展具有重大意义。
郭家沱长江大桥
（撰稿人：关书敏）
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