新首钢大桥是中国北京市境内的一座跨越
永定河的桥梁工程,连接了
石景山区和
门头沟区地区,全长1354米,宽度达54.9米,主路设有4上4下8条车道,同时还设有
非机动车道和人行道。该桥采用全球首例双塔斜拉钢构组合体系桥型,是目前北京地区最大的跨径桥梁,也是目前中国最宽的钢桥梁之一。新首钢大桥于2016年6月正式开工建设,2019年1月18日完成合龙,2019年8月1日正式贯通,2019年9月29日正式开通。该桥是中国北京市长安街西延工程的关键节点,为北京市交通运输事业的发展做出了重要贡献。
地理位置
新首钢大桥横跨北京市
永定河而立,坐落于长安街西延线上,向南为
北京园博园中的
永定塔,北侧为首钢滑雪大跳台,西起
门头沟区石担路、东至
石景山区古城大街。
大桥设计
桥梁结构
新首钢大桥为全钢结构倒“U”形双斜
钢塔斜拉桥,由于两座倒“U”形钢塔分别向东、西两侧倾斜,从高空俯瞰,仿佛两个面对面席地而坐的拔河健儿,脚抵着脚,手拉着手,各自向后用力拉伸,就像一座兼具力与美的钢铁艺术品。通过桥墩柱的错落布置,大桥下形成很多围合空间,既能保证市民利用开阔空间休闲健身的安全性,结构上又不失通透感。
设计参数
新首钢大桥全长1354多米,其中主桥长639米,主跨跨径280米,桥面最宽处54.9米,约为
南京长江大桥宽度的2.7倍。北半侧桥跨径组合639米,南半侧桥跨径组合639米。桥面为双向八车道,道路等级为城市主干路,桥梁标准宽度47米,局部全宽54.90米(高塔处),桥梁面积31174平方米。
索塔采用全钢结构,高塔桥面以上高约112米,南北塔倾斜角分别约为61°和71°。主梁采用全焊接分离式变截面钢箱,中间横梁连接,横梁间距3米,车行道部分为正交异性
钢构桥面板。中跨主梁宽度从54.9米、47米、53.7米渐变,梁高从10.51米至3.3米渐变,边跨主梁宽度为47米,梁高3米。斜拉索采用
竖琴式渐变距离布置,塔上索间距2.90~7.26米,梁上索间距3.76~14.4米。两座
钢塔高矮不一,位于西侧的钢塔高度达112.195米,位于东侧的钢塔高度65.915米,倾斜角度达到57度。钢塔连接着的112根拉索也呈倾斜形式,共同拉起全桥30000多吨钢箱梁。
建设历程
●2016年6月,
永定河大桥主桥——“和力之门”桩基础正式开始施工。
●2017年11月2日,“和力之门”完成钢塔首段吊装。
●2018年7月16日,长安街西延线上的永定河大桥完成首段合龙。
●2019年1月11日,长安街西延工程跨永定河大桥正式定名“新首钢大桥”。
●2019年8月1日,新首钢大桥钢梁实现零误差贯通。
●2019年9月底,包括新首钢大桥在内的长安街西延工程将正式通车。
和力之门
所谓“和力之门”,从受力示意模型图看,就像是两个面对面坐在地上的人,脚抵着脚,手拉着钢索,各自向后用力拉伸;他们背后,各有一个更小的人在用力拽钢索。这样的造型,充实了桥梁的结构形态。桥塔的外形拟态生动,倾斜的
索塔富有
张力,结构体系属于创新。
技术挑战
“和力之门”独特的结构设计给制作安装带来了前所未有的挑战,“斜拉钢构
组合体系桥,不同于常规的
斜拉桥那种全漂浮体系,如何建成两个非一致倾斜三维空间拱结构、分别高达112.195米和65.915米的椭圆形
钢塔,在国际桥梁领域尚无先例,国内也没有经验可循。
城建发展专门成立新首钢大桥技术保障组,组织技术专家、工程技术人员、
高级技师大力开展科技创新和技术攻关。三年来,他们通过开展工厂化、机械化、自动化、智能化生产,确保了杆件加工制造精度。
在设计、施工中,采用BIM管理平台,对文件、物料、质量、进度进行全方位管理;开展曲板加工、异形节段组焊等试验研究,全力攻克了150毫米超厚板焊接与变形控制难题;采用三维扫描测量技术进行成品检测,实施数字化预拼装实现施工模拟,解决了
钢塔空间曲线结构测量监控难度大的难题,高质量完成了总长15万延米的焊接作业量。同时,采用两台大型履带吊,通过设计专用吊耳、吊具、索具及空中姿态精调控制装置,并精确计算空中节段架空位置,确保了节段安装精度。最终,在工程各方的共同努力下顺利完成了椭圆形钢塔的制造与安装。
现实意义
新首钢大桥建成后,将成为北京西部地标性建筑,为北京西部新增一条进出中心城区的快速通道。
设备设施
新首钢大桥机动车道两侧为
非机动车道和人行步道,主桥两侧还将新增无障碍人行梯道。市民可在桥上的观景平台眺望
永定河美景,桥下空间也将向市民开放,并配备花园、广场、卫生间等服务设施,主干路中央隔离带的栏杆,不仅具备防撞功能,夜间还能抵挡对面车辆灯光照射,避免晃眼。
新首钢大桥灯光系统整体调试完毕后,高矮塔的内侧既可以呈现出7种单色,也可以呈现出五彩色,10000多套灯光设备,可以组合出平日、节日和重大节日三种模式。
运营情况
新首钢大桥全程设有公交专用道,从古城大街到大桥西端的石担路,全长约6.5千米的长安街西延线公交专用道全覆盖。新首钢大桥最高限速每小时70千米,桥上有区间测速装置及标识。
建设成果
新首钢大桥南北塔肢均有不同角度的倾斜,温度变化对钢结构的影响格外突出,不同的时间点进行测量,塔肢的数据也会变化,克服高空测量的难题变得尤为重要。在整个施工过程中,塔节段制造、吊装、运输、焊接难度大,影响因素多,受天气条件制约大。
荣誉表彰
2020年8月,新首钢大桥荣获“2020年
国际桥梁大会(IBC)
尤金·菲戈奖”。