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常泰長江大橋通車在即:TARS 體系與碳纖維拉索破解世界級難題,重塑跨江通行格局

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世界最大跨度斜拉橋——常泰長江大橋通車在即,“屆時,江蘇常州與泰州之間通行時間將從1小時20分鐘縮短至20分鐘左右,進一步推動跨江城市群協調發展。”江蘇省交通工程建設局常泰長江大橋建設指揮部現場指揮長李鎮說。


自2019年10月開工建設以來,大橋參建單位不斷創新、攻堅克難,建設者們以一項項自主創新不斷攻克世界級難題。



碳纖維“筋骨”破解伸縮難題  

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常泰長江大橋承載了三種交通功能,荷載非常重。主橋與拱橋連接時,產生正負140厘米伸縮位移,而世界上可靠的伸縮設備最大位移量也只有正負80厘米,下層列車無法安全通行。為解決大橋主梁在風載、溫度及車輛荷載下產生的縱向變形問題,法爾勝參與提出并實現了“溫度自適應塔梁縱向約束體系”(TARS)。該體系通過在主跨中點采用“CFRP連接桿”與主塔相連,實現對主梁的縱向約束和縱向力的低位傳遞,從而顯著降低塔梁結構的縱向荷載效應。CFRP(碳纖維復合材料因其對溫度變化不敏感、輕質高強的特性,被選為這一體系的核心功能材料,既有效限制主梁縱向位移,又實現溫度變形的自適應釋放。


研究表明,該創新結構體系使常泰長江大橋的主要荷載效應降至相當于900米主跨斜拉橋水平,極大提升了大跨度斜拉橋的安全性與穩定性。


為充分發揮TARS體系效能,法爾勝自主研制出抗拉強度高達2600MPa的高性能碳纖維復合材料拉索。該材料具備輕質、超高強度、耐腐蝕和低松弛等優異特性,有效解決了傳統鋼絲纜索存在的腐蝕與疲勞問題。常泰長江大橋全橋共設28根水平拉索,單根長度達559米,由127絲直徑7毫米的碳纖維復合材料組成,總重130噸,是當前世界上規模最大、長度最長的碳纖維拉索工程應用,標志著我國在大跨度橋梁結構材料領域取得重大突破。