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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(xié)調(diào)發(fā)展。”江蘇省交通工程建設(shè)局常泰長江大橋建設(shè)指揮部現(xiàn)場指揮長李鎮(zhèn)說。
自2019年10月開工建設(shè)以來，大橋參建單位不斷創(chuàng)新、攻堅克難，建設(shè)者們以一項項自主創(chuàng)新不斷攻克世界級難題。
碳纖維“筋骨”破解伸縮難題
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(chǎn)生正負140厘米伸縮位移，而世界上可靠的伸縮設(shè)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(fēng)載、溫度及車輛荷載下產(chǎn)生的縱向變形問題，法爾勝參與提出并實現(xiàn)了“溫度自適應(yīng)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(xiàn)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(jié)構(gòu)的縱向荷載效應(yīng)。CFRP（碳纖維復(fù)合材料）因其對溫度變化不敏感、輕質(zhì)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(xiàn)溫度變形的自適應(yīng)釋放。
研究表明，該創(chuàng)新結(jié)構(gòu)體系使常泰長江大橋的主要荷載效應(yīng)降至相當(dāng)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(wěn)定性。
為充分發(fā)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(fù)合材料拉索。該材料具備輕質(zhì)、超高強度、耐腐蝕和低松弛等優(yōu)異特性，有效解決了傳統(tǒng)鋼絲纜索存在的腐蝕與疲勞問題。常泰長江大橋全橋共設(shè)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(fù)合材料組成，總重130噸，是當(dāng)前世界上規(guī)模最大、長度最長的碳纖維拉索工程應(yīng)用，標(biāo)志著我國在大跨度橋梁結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域取得重大突破。