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贵州的山水 贵州的桥

2019-02-25

中国公路 2019年1期
关键词:缆索跨径工法

红枫湖大桥

在改革开放的大潮中,贵州一路搏击、不甘落后、奋勇争先,创造了“西部样本”。特别是40年来,贵州交通建设者在喀斯特高原上架起2万余座桥梁,打造了数量多、类型全、技术复杂、难度极大的“桥梁博物馆”,创造了数十个“世界第一”。

贵州是全国唯一没有平原的省份,高山峡谷成为天然屏障,阻隔了人与人之间的距离,“隔山喊得应,见面要半天”。架桥,成为连通外界的关键。要致富先修路,修路必修桥,这就促使贵州人民产生了强烈的“桥梁意识”,渴望以“桥”为窗口,让贵州与外界的联系越来越密切。

桥梁是贵州改革开放40年来经验、成就的重要体现,也是贵州交通发展成就的典型代表。到贵州去看桥,可以领略贵州山水,更能感受交通先行的重要作用。本期杂志特地选择贵州桥梁的几组数据,以及当前最具代表性的几座桥梁,管中窥豹,瞧瞧贵州交通发展的成果,看看中国人的桥梁建设技术有多“牛”。

贵州桥梁有多少

贵州是世界上特大峡谷桥最密集、数量最多的地区。据统计,截至目前,贵州已建成公路桥梁2.1万座、单幅总长约2500公里,其中高速公路桥梁占三分之一以上;在建桥梁5000多座、单幅总长1000多公里,其中高速公路桥梁1400多座、单幅总长900多公里。

贵州桥梁有多高

据统计,截至2018年年底,世界最高桥前100名中,有40多座在贵州,而前10名中,贵州桥梁占了4座。

贵州的桥不但桥面离谷底高,桥墩和桥塔也特别高。比如,毕威宁高速公路上的赫章特大桥,其主桥墩高195米,截至目前为“亚洲第一高墩”。又如,正在建设中的平罗高速公路平塘特大桥,为三塔双索面组合梁斜拉桥,三座主塔的高度分别为320米、332米和298米,相当于在峡谷之中修建了三座100多层高的大楼。其中,332米高的主塔,是目前世界最高混凝土桥塔。还有,正在建设中的江习古高速公路赤水河大桥,为双塔单跨钢桁梁悬索桥,其贵州一侧塔柱高228米,相当于约70层楼的高度。

贵州桥梁在世界高桥中的排名

贵州长桥的典型代表

贵州桥梁有多长

贵州的高山深谷不仅造就了贵州的高桥,也造就了贵州的长桥,“一桥飞架南北,千沟万壑变通途”,跨越了天堑,风姿卓越。按照桥型分类统计,不难发现贵州长桥的典型代表,既有世界之最,也有世界首创,令人自豪。

贵州桥梁建设创新有多“牛”

悬索桥的创新技术

· 使用1200米大跨径的缆索吊装工艺——江习古高速赤水河大桥

江习古高速赤水河大桥连接贵州习水县习酒镇与四川古蔺县太平镇,全长2009米,主跨1200米,主塔高243.5米,是目前世界上同类型桥梁中跨径第二、主塔高度第二的峡谷钢桁梁悬索桥。

大桥为325米+1200米+205米双塔单跨吊钢桁梁悬索桥,贵州岸锚碇为重力锚,四川岸锚碇为隧道锚。大桥的主要工程特点体现为“大”“难”“险”三个字。大:主跨1200米,在目前世界上同类型桥梁中跨径排第二;难:一是超高索塔施工难(索塔最大高度243.5米),二是主梁吊装难(采用1200米大跨径的缆索吊装工艺),三是地势险要,施工运输难。险:桥位地处50°至75°近乎垂直的陡坡上,施工十分惊险。

大桥施工过程中,为保护自然环境、提高施工进度,开凿了一条施工隧道,这在全国工程建设中并不多见。同时,为克服长距离、塔柱高、风力大等困难,开创性地使用了无人机成功牵引先导索过江。

建设中的江习古高速赤水河大桥

江习古高速赤水河大桥效果图,大桥将于2019年建成。

贵瓮高速清水河大桥

· 国内首创千米级缆索吊——贵瓮高速清水河大桥

贵瓮高速清水河大桥,位于贵州省开阳县与瓮安县交界处。大桥全长2171.4米,主跨1130米。

清水河大桥在科技创新上亮点突出,一是大胆的板桁结合设计,二是首次使用了超千米、大吨位缆索吊设备。这样的缆索吊运在国内山区也属首次应用,无任何经验可借鉴。使用该缆索吊设备,3个月的时间就完成吊装,比其他同类桥梁吊装节约了三分之二的时间。

贵州典型大跨度悬索桥

贵州典型大跨度斜拉桥

斜拉桥的创新技术

· 世界最大跨径的钢桁梁斜拉桥——贵黔高速鸭池河大桥

贵黔高速鸭池河大桥,位于贵阳清镇市和毕节黔西县交界处,地处乌江源百里画廊风景怡人之地。鸭池河大桥主跨800米,全长1450米;主塔采用H型索塔,大桥桥面距离水面距离为434米,高度目前位列世界第六。鸭池河大桥于2016年7月建成通车,是世界上最大跨径的钢桁梁斜拉桥,也是世界山区斜拉桥之最。

大桥建设创新性地采用塔身钢筋节段整体吊装技术,在塔下进行钢筋预扎,采用大塔吊整体提升,塔上仅将主筋对位后连接直螺纹套筒,将高空施工转变为地面施工,不仅提升了整个工程的安全性,而且缩短了高塔施工工期;在斜拉桥施工中,施工单位首创采用缆索吊进行主梁安装,主梁在场地内拼装成标准16米节段后平移至塔下,采用缆索吊进行吊装安装,不仅加快了进度,也是对斜拉桥施工新工艺的大胆尝试。此外,首创采取冬季高塔蒸汽养护成套技术,解决了恶劣气候影响;同时还在塔身采用了机制砂混凝土高塔泵送、钢绞线斜拉索等新技术、新工艺。从开工建设到大桥成功合龙,仅用33个月时间,在同类型、同等环境下堪称桥梁建设奇迹。

· 世界最高桥——杭瑞高速北盘江第一桥

杭瑞高速北盘江第一桥位于云贵省界上,连接贵州省六盘水市水城县都格镇和云南省宣威市普立乡。大桥于2016年12月建成通车,是世界首座采用主梁纵移悬拼技术的斜拉桥。大桥全长1341.4米,主桥采用主跨720米钢桁架梁斜拉桥方案,主桁架采用普拉特式结构,桁高8米,主跨节间长12米,边跨节间长12米、8米,两片主桁中心间距27米。

贵黔高速鸭池河大桥

杭瑞高速北盘江第一桥

大桥建设克服了五大难题:山区大体积承台混凝土温控,超高索塔机制砂高性能混凝土泵送,山区超重钢锚梁整体吊装,边跨高墩无水平力的钢桁梁顶推,大跨钢桁梁斜拉桥合龙。其中,贵州省公路工程集团有限公司发明创新的主梁架设的梁底纵移悬拼工艺,为世界首创,其成果处于世界领先水平。

2018年9月,北盘江大桥获吉尼斯世界纪录认证:桥面距江面垂直高度达565.4米,荣获“世界最高桥”之称,载入世界纪录大全史册。

由于精美的设计、创新的施工工法、精湛的施工工艺,2018年6月,贵黔高速鸭池河大桥和杭瑞高速北盘江第一桥双双荣获第35届国际桥梁大会古斯塔夫·林德撒尔金奖——该奖项被称为桥梁届的“诺贝尔奖”。贵州两座桥梁同时获得古斯塔夫·林德撒尔金奖,是对贵州桥梁建设成果的充分肯定。

拱桥的创新技术

· 世界最大跨径上承式钢管混凝土拱桥——平罗高速大小井特大桥

平罗高速大小井特大桥位于罗甸县沫阳镇董当乡大井村大井河上,全长1501米,主跨450米,是目前世界最大跨径上承式钢管混凝土拱桥。

桥面系采用跨径15×31.6米的钢混叠合梁;引桥用40米T梁,最大桥高220米,最大墩高104.5米。大桥拱座施工现场地形陡峭,边坡开挖高度高,开挖方量大,大体积混凝土温度控制技术难度大,拱脚预埋件安装精度要求高。主拱钢结构架设采用缆索吊装斜拉扣挂法施工,最大吊重167吨,吊装总节段数56段。大小井特大桥于2018年6月30日合龙。

建设中的平罗高速大小井特大桥

贵州典型大跨度拱桥

杭瑞高速总溪河大桥

· 贵州第二大上承式钢管混凝土桁架拱桥——毕都高速总溪河特大桥

总溪河特大桥横跨纳雍县境内的总溪河,全长928米,主拱跨径360米,桥面距河面270米,是目前贵州省内第二大跨径的钢管混凝土上承式桁架拱桥。

大桥地处构造剥蚀中高山岩溶峰丛沟谷地貌区内的总溪河深切峡谷地带,河床宽约30米,桥面离谷底深约270.4米。该桥两岸地形欠对称,两岸地形为悬崖夹陡坡,施工条件极其困难。经无数次商讨研究,最终采用无支架斜拉扣挂缆索吊装系统施工。另外,在钢管混凝土拱桥管内使用了“下填上顶”新施工工法。

大桥施工中取得了六项技术创新成果,其中,纵横移平车系统及装置获国家发明专利,《钢管混凝土拱桥管内混凝土“下灌上顶”施工工法》获贵州省级工法。

梁桥的创新技术

· 世界首创的空腹式连续刚构桥——水盘高速北盘江大桥

水盘高速北盘江大桥位于六盘水市水城县发耳乡和营盘乡交界处,全长1261米,最大墩高170米,跨越号称“世界大峡谷”的北盘江峡谷。大桥主跨采用290米的预应力混凝土空腹(斜腿)式连续刚构,是国内首次建造,也是世界首创的空腹式连续刚构。

大桥主桥的高墩身、大跨度、长斜腿在同类桥梁中极其罕见,技术上具有挑战性和创造性。特别是在工程实施中具有诸多的技术难点和复杂工艺需要攻克和破解,而且在国内没有任何成熟的施工经验可借鉴,是世界上斜腿连续刚构桥中科技含量最高、技术难点最多、施工工艺最为复杂的特大型桥梁之一。

空腹式连续刚构桥梁比普通刚构桥跨径更大,比斜拉桥经济性更好,这种桥梁后期维护成本基本为零,具有十分明显的管理和经济优势。

· 发明了山谷悬崖施工“利器”——思剑高速乌江特大桥

思剑高速乌江特大桥位于思南县境内,横跨乌江腾龙峡谷。大桥左线桥长1175米、右线桥桥长1050米,主桥上部构造为116米+220米+116米三跨预应力混凝土连续钢构箱梁。全桥有孔桩152个,承台11个,墩柱79个。主墩墩身采用双肢等截面矩形空心墩,最高墩身121米。基础采用桩径2.5米的钻孔灌注桩,基桩按纵向四排、横向三排布置,每墩共12根桩,东西两岸主墩共48根桩,最大桩长56米。

乌江特大桥所处之地坡道陡险,地形地质条件十分复杂:桥位区两岸地形陡峭,自然坡度为10°至50°,呈“V”形河谷,桥位范围内中线地面高程345米至540米,最大相对高差195米,给施工造成巨大困难,也迫使施工单位创新了各种施工工法和工艺。

贵州典型大跨度梁桥

大桥建设中,施工单位发明创新了“65吨大型绞坡道施工工法”,解决了物料运输的场地有限、时间紧等难题,创造了“史上最大”且安全系统最完善的大型绞坡道施工工法,实现了施工工法的创新。与同等条件下展线和挖掘隧道相比,大型绞坡道运行路线为直线,节约了大量土地,节约征地费用600余万元,也大大降低了施工对环境破坏的程度,实现了环保效益;建造运营成本节约1100余万元,且运行更安全,工期也节约了4个月。绞坡道建成投入使用后,受到了业主、监理、业内相关单位及各级政府部门的广泛赞誉。其“超强”的载重能力、高效的运输和良好的环境适应能力,也为今后各种山谷悬崖恶劣环境下的大型建筑施工,提供了一种“利器”。

施工中,建设单位通过对悬臂现浇箱梁结构设计与挂篮通用设计综合运用设计两方面的优化组合,形成了乌江特大桥悬臂现浇连续箱梁挂篮综合运用设计工法,实现了利用挂篮既有资源即可完成0号段、悬臂现浇段、边直线段、边合龙段和中合龙段施工的目标,不仅不增加额外资源投入,而且降低了施工难度和建设成本:大量节省了异形模型和对称托架钢平台投入以及劳务,节省成本约290万元。更为重要的是,悬臂现浇箱梁挂篮综合设计为后续悬臂现浇梁设计与施工,提供了一个良好的思路,在悬臂现浇连续箱梁使用非常广泛的今天,具有巨大的推广价值。

水盘高速北盘江大桥

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