近日，隨著主航道橋最后一根碳纖維水平拉索架設完成，江蘇常泰長江大橋工程設計上的又一個世界首創(chuàng)——溫度自適應塔梁縱向約束體系順利實現(xiàn)。此前，大橋在350米高主塔施工過程中已相繼實現(xiàn)了減沖刷減自重臺階型沉井基礎、“鋼—混”混合結(jié)構(gòu)空間鉆石型橋塔和鋼箱—核芯混凝土組合索塔錨固結(jié)構(gòu)等三項世界首創(chuàng)設計。至此，大橋工程四項世界首創(chuàng)設計全部成功落地，這是國內(nèi)超大跨徑橋梁在新結(jié)構(gòu)、新材料、新設備、新工藝等方面的重大技術(shù)突破。
常泰長江大橋是長江上首座集高速公路、城際鐵路、普通公路三種方式于一體的過江通道。跨江主橋由一座主跨1208米鋼桁梁斜拉橋和兩座主跨388米鋼桁拱橋組成，創(chuàng)下了最大跨度斜拉橋、最大跨度公鐵兩用鋼桁拱橋和最大連續(xù)長度鋼桁梁的世界紀錄。為了優(yōu)化大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)受力，經(jīng)過細致嚴謹?shù)脑O計，建設團隊通過在常泰長江大橋主航道橋跨中鋼桁梁底部和主塔橫梁之間設置水平拉索，形成了溫度自適應塔梁縱向約束體系。
該體系在未增加橋梁結(jié)構(gòu)的自身重量的條件下，通過改變縱向荷載的傳力路徑，自動適應橋梁結(jié)構(gòu)因溫度變化產(chǎn)生的變形。相比傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)體系，該體系不僅能夠有效降低結(jié)構(gòu)內(nèi)力，減小結(jié)構(gòu)尺寸，還將橫向橋面伸縮幅度由原來的1米降低到80厘米左右，有效提高了行車舒適度，一定程度上延長了橋梁使用壽命。
為了充分發(fā)揮溫度自適應塔梁縱向約束體系的作用，建設團隊研發(fā)了抗拉強度達到2600MPa的碳纖維復合材料。這種新型纜索材料對溫度變化不敏感，具有材質(zhì)輕、抗拉強度大、耐腐蝕等特性。建設團隊用時六年，全面攻關纜索材料生產(chǎn)工藝和關鍵核心技術(shù)，相關科研成果達到國際領先水平。常泰長江大橋水平拉索單根由127絲直徑7毫米碳纖維復合材料組成，為目前世界上碳纖維拉索長度最長、規(guī)模化用量最大的工程項目，單根水平拉索長559米，全橋28根水平拉索總重量達到130噸。
