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七里河黃河大橋建設紀實 :一座橋給一座城的城建啟示
2011-03-31 來源:蘭州晨報
“一橋飛架南北,天塹變通途”,在詩人的豪情背后,歌頌的不僅僅是橋梁的宏偉,更應該是對橋梁建設者們艱辛勞動的贊美。

    在黃河上建一座橋梁不易,在黃河上拆除一座橋梁也是異常艱難。正在拆除加固中的七里河黃河大橋,在異常艱難之中,給這座城市留下了諸多思考。

    “一旦一輛超過60噸的大貨車快速經(jīng)過‘牛腿’部位,出現(xiàn)裂痕的‘牛腿’斷裂,那就會出現(xiàn)橋面垮塌、車輛掉入河中的慘劇,這不是危言聳聽。”

    2009年6月的一個早晨,蘭州市政工程管理處橋梁管理維修所的職工裴濤照例騎著摩托車對七里河黃河大橋進行安全監(jiān)控,當他和同事來到每天都進行測量對比的大橋第三跨防護欄桿時,眼前的一幕讓他驚呆了,那個原本只有小裂縫的防護欄桿一夜之間下沉了一大截,他小心地用隨身攜帶的鋼卷尺一量,防護欄桿下沉了10厘米,并且裂痕兩側橋面出現(xiàn)近2厘米的高度差。

    究竟大橋出現(xiàn)了什么問題,讓原本平整的橋梁防護欄出現(xiàn)了斷裂下沉?裴濤騎著摩托車迅速返回橋梁維修所向主管領導進行了匯報,由于所里沒有專業(yè)的橋梁監(jiān)測設備,只有租船從橋梁下部進行肉眼觀察,但船離橋梁還有一段距離,通過望遠鏡依稀可以看到在懸壁梁與“T”型梁結合的“牛腿”部位出現(xiàn)了裂縫。

    為了進一步弄清橋梁的“傷情”,橋梁維修所使出看家本領,自己在短時間內(nèi)研發(fā)了險情觀測“吊籃”,即將一吊籃掛在橋梁欄桿上,人沿著梯子進入懸在空中的“籃中”,近距離觀測橋梁底部,進入籃中的市政工程技術人員在橋梁底部發(fā)現(xiàn)了更加嚴峻的問題,“我們發(fā)現(xiàn)橋梁由南向北第三跨,承擔吊梁的懸挑梁突出部分(牛腿)出現(xiàn)裂縫和壓壞跡象,吊梁下沉與懸挑梁錯位約8cm;吊梁所在伸縮縫處欄桿上下錯位,吊梁部分欄桿下沉約10cm”。

    在一張發(fā)黃的圖紙上,出現(xiàn)裂縫的“牛腿”支撐著重達107噸的“掛梁”,這根“掛梁”就是一塊混凝土橋面,而橋面下方?jīng)]有橋墩,橋面兩側呈“楔形”掛吊在兩段雙懸臂“T”梁之間,而承擔這片“掛梁”重量的就是“掛梁”與“T”梁結合部位,像牛腿部關節(jié)一樣,形成伸縮縫故稱為“牛腿”,而如今支撐“掛梁”的“牛腿”出現(xiàn)了裂縫、損壞。

    “一旦一輛超過60噸的大貨車快速經(jīng)過‘牛腿’部位,出現(xiàn)裂痕的‘牛腿’斷裂,那就會出現(xiàn)橋面垮塌、車輛掉入河中的慘劇,這不是危言聳聽。”

    很快,一份緊急報告從相關部門層層上報,橋梁專家隨之到現(xiàn)場反復察看論證。最終,根據(jù)專業(yè)橋梁檢測公司對橋梁進行檢測評估后得出結論,七里河黃河大橋已“年過半百、病入膏肓”,處于危險狀態(tài),需進行大修、加固或改擴建。于是,川流不息了半個世紀的這座老橋先后被禁行、限行、封閉拆除。

    “七里河黃河大橋是第一座由中國人自己設計,在黃河上新建的最大跨度的鋼筋混凝土懸臂梁橋,在那個年代,它的建成對蘭州橋梁建設奠定了堅實的基礎……”

    “七里河黃河大橋是第一座由中國人自己設計,在黃河上新建的最大跨度的鋼筋混凝土懸臂梁橋,在那個年代,它的建成對蘭州橋梁建設奠定了堅實的基礎……”蘭州市政管理處一負責人這樣認為。

    翻開塵封的《蘭州市志·市政建設志》,在《橋梁》一欄中有這樣的記載:“七里河黃河大橋始建于1956年10月,1958年11月竣工通車,投資540萬元。由鐵道部第一設計院設計,烏魯木齊鐵路局橋梁工程隊修建。該橋上部結構為七跨鋼筋混凝土雙懸臂加掛梁結構,全長276.12米,橋面總寬18.40米;下部結構為重力式墩臺,它是當時國內(nèi)新建的黃河上最大跨度的鋼筋混凝土懸臂梁橋。”

    回到那個百廢待興的年月。全國解放后,黃河蘭州段上唯一的一座大橋就是中山橋,由于設計標準低,只有兩個車道,載重及行駛速度已不能適應城市發(fā)展的需要,載重10噸的車輛不能通過。從蘭州火車西站卸下的貨要繞10公里才能運到北岸。1956年,蘭州工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展,物資調(diào)運日益頻繁,僅中山鐵橋已遠遠不能適應需要,故決定興建七里河黃河大橋。七里河黃河大橋的橋位是按照蘭州市城市一版總規(guī)劃要求確定,經(jīng)中國橋梁專家多次現(xiàn)場研究,并經(jīng)當時蘇聯(lián)都市規(guī)劃專家格則尼可夫·馬克西莫兩次踏勘才選定的。

    但記者發(fā)現(xiàn),《蘭州市志·市政建設志·橋梁》中已注明:“七里河黃河大橋設計時無防止落梁措施,雖有碇梁及吊梁固定支座,但均不足。所以,經(jīng)批準,該橋被列為1981年國家抗震加固重點項目,主要是對各支座都采取防止落梁措施。 ”據(jù)記載,七里河黃河大橋抗震加固工程由原蘭州市市政工程局橋梁抗震小組設計,局屬水電安裝隊承擔施工。于1981年11月中旬正式開工,1982年5月14日竣工,工程總造價10萬元。

    上述資料表明“防止落梁”早已是七里河黃河大橋技術上的“軟肋”,但從其1958年11月通車,至2009年6月10日發(fā)現(xiàn)隱患,已時隔整整50個年頭,已基本達到了該橋設計初安全使用50年的年限。

    更何況經(jīng)過50年的發(fā)展,車輛載重能力不斷上升,大量荷載上百噸的大型貨車也駛上了這座老橋,而七里河黃河大橋的荷載能力為“汽車13噸,拖車60噸”,即單車的噸位不能超過13噸,而如今市區(qū)內(nèi)限載10噸的貨車超載拉15噸的現(xiàn)象十分普遍,嚴重的超載和大噸位貨車的碾壓也加快了老橋的衰落。

    根據(jù)專家評審,蘭州市最終決定對橋梁進行維修加固,加固方案是對“病橋”的上部結構進行拆除,保留原有橋墩進行加固后更換新型鋼梁,將橋面加高加寬。

    “那時候,黃河上游還沒有劉家峽這樣的水電站,人們對汛期的黃河水沒有任何調(diào)劑手段,可以說,當時的施工隊在比現(xiàn)在更為惡劣的施工條件下,他們用手推車、簡單的模板創(chuàng)造了中國橋梁史上的奇跡。”

    烈日下,七里河橋的拆除現(xiàn)場傳來陣陣“嗒嗒嗒”的巨響,那是數(shù)臺挖掘機在費力地“啃咬”著七里河黃河大橋橋北跨線橋的混凝土基礎,七里河大橋拆除加固項目監(jiān)理胡登沅先生正在現(xiàn)場望著結實的混凝土出神。“唉!胡工,你發(fā)現(xiàn)了沒有,這上世紀五十年代的工程質量真不錯,你看這混凝土密實度,根本沒有一點是虛空的。”站在一旁,同為擔任該橋項目監(jiān)理的陳光榮感慨地說。

    其實,從大橋開拆以來,胡登沅就發(fā)現(xiàn),雖然這座老橋已有了致命的“病害”,但是一些橋梁建設的細節(jié)還是值得學習的。胡登沅發(fā)現(xiàn),在大橋橋墩的支座頂部和橋梁的接觸面上有一層約2厘米厚的鉛板,相對同樣厚度的鋼板而言,鉛板較軟、彈性好、更適合減震,減輕了過橋車輛對橋墩的沖擊力。此外,在每個橋墩支座上,舊有的橋墩支座四周設計有回形槽,槽內(nèi)澆筑了寬8厘米、深50厘米左右的瀝青,胡登沅認為,當重型車輛經(jīng)過橋梁時,瀝青起到了很好的緩沖作用,減緩了過往車輛對支座的沖擊力,起到了很好的防震抗震作用。

    相比較而言,監(jiān)理陳光榮最大的感觸是這座老橋在拆除過程中,一跨、二跨、三跨的橫截面,鋼筋的密度都不一樣,尤其是第三跨,僅一個橫截面就多出了十幾根鋼筋。“這說明當時的設計者充分計算了車輛上橋過程中不同速度對橋面的沖擊力和壓力,從而根據(jù)數(shù)據(jù)對每一跨橋梁的鋼筋配備進行了科學的計算,這一點不得不佩服那個年代的專家。”在陳光榮看來,那個年代我國的許多建筑技術都源自當時的蘇聯(lián)。

    “在拆除過程中,混凝土密實度和強度令人驚訝,還有每一跨的鋼筋都隨受力大小而疏密不同,在橋墩支座與梁體之間放置了比鋼板更加柔軟的鉛板,在支座的周邊有8厘米寬的溝槽,里面灌滿瀝青,這些都會大大減緩車輛過橋時因震蕩而產(chǎn)生的沖擊力……在那個年代,材料、技術都有限的情況下能修建出如此穩(wěn)固的橋梁實屬不易,我當了幾十年監(jiān)理,工程質量如此好的橋還是第一次見。”陳光榮感慨地說。“那時候,黃河上游還沒有劉家峽這樣的水電站,人們對汛期的黃河水沒有任何調(diào)劑手段,可以說,當時的施工隊在比現(xiàn)在更為惡劣的施工條件下,他們用手推車、簡單的模板創(chuàng)造了中國橋梁史上的奇跡。”胡登沅這樣評價。

    “之所以用鉛板并不完全是為了防震,而是因為當時支座與懸梁的接觸面不太平整,鉛板較軟,適合填平不太規(guī)則的空隙,從而使支座能夠百分之百充分受力,而支座周邊的瀝青主要作用還是用于防滲。”鐵道部第一勘察設計院一位當時參與七里河黃河大橋建設的專家接受采訪時,破解了監(jiān)理們心中的謎團。

    “銀灘大橋南北上下橋都無法進行流暢的交通組織,小西湖立交橋又不能左轉彎,而這些大橋都是近十年內(nèi)才修好的,在交通組織方面卻無法與上世紀五十年代修的這座老橋相比,實在慚愧!”

    2010年,對這座老橋的拆除過程中,作為施工方項目部經(jīng)理的周利勇發(fā)現(xiàn),拆除這座老橋的難度一點不亞于建一座新橋。在艱難地用架橋機將笨重的雙懸臂“T”梁進行切割分塊吊裝破碎后,他又面臨著深水橋墩加固的難題。

    要進行橋墩加固,必須進行圍堰施工,施工隊伍從2010年3月21日進場后不久,就進入了黃河汛期。尤其是三號墩正處于黃河主河道的中心區(qū)域,水流湍急。而且橋墩下部積滿了“沙夾石”,抽水泵一抽,就有大股的水流從沙夾石向上冒,在這種情況下,橋墩底部的水位降不下去,就無法進行混凝土加固。而對橋墩的加固需要對橋墩表面進行鑿毛、打孔、植筋,然后進行混凝土澆筑,使舊的橋墩外圍再“穿上”一層15厘米厚的“棉衣”,這個過程需要一定空間,也需要橋墩干燥,而在汛期,就無法進行施工。

    “你信不信,牛一樣大的石頭放進去一眨眼就找不見了,在這樣的情況下,我們只得對處在急流中的3#、4#橋墩水面以上的部位先進行加固,下半截就等冬季枯水期再進行混凝土加固。”周利勇望著一半在水里一半在空中的橋墩,說只能用這個見縫插針的辦法。“現(xiàn)在,在水流湍急的黃河中對橋墩進行加固維修尚且這么難,在上世紀五十年代,人們在更加艱難的環(huán)境下建這樣一座堅固的大橋,難度可想而知……”周利勇也為前輩們的創(chuàng)舉而折服。

    其實,周利勇所面臨的難題,在半個世紀前七里河橋的施工現(xiàn)場也同樣遇到過。

    “當時,在黃河上建這樣的大橋,最困難的是橋墩基礎工程。為了在地質不良的黃河上建成這座橋梁,使它固若磐石,大橋的建設者們創(chuàng)造性地運用了氣壓沉箱施工,克服了三號墩位于主流,河床地質為松軟云沙巖,土壤不穩(wěn)定的困難,并且打破了常規(guī),在冬季和洪水期繼續(xù)施工,這在我國橋梁史上還是第一次。在2#、3#橋墩的施工中,為了縮短工期,降低成本,改變了施工方法,采用了兩個圓形沉井,代替原設計長方形沉井,減少了鋼板樁圍堰的支撐困難,加快了沉井下沉的速度……”談起這座上世紀50年代建的大橋,鐵道部第一勘察設計院一位知情專家如數(shù)加珍娓娓道來。

    “除了工程質量外,當時的專家們還充分考慮了大橋與兩岸馬路的銜接和交通組織,具有一定的前瞻性,比如黃河橋南預留的涵洞就為后來的南濱河路從引橋下方穿過留下了空間,由此可見,七里河黃河大橋的修建至少實現(xiàn)了50年內(nèi)不落后的目標。而我們現(xiàn)在修的一些橋梁,如銀灘大橋,南北上下橋都無法進行流暢的交通組織,小西湖立交橋又不能左轉彎,而這些大橋都是近十年內(nèi)才修好的,在交通組織方面卻無法與上世紀五十年代修的這座老橋相比,實在慚愧!”一城建專家感慨地說。

    “那時候,無論是水泥的標號還是鋼筋的強度都與現(xiàn)在沒法比,雙懸臂‘T’型梁與掛梁相結合的這種技術現(xiàn)在早已不用,上世紀七十年代修建的城關黃河大橋就采用了新技術,首次采用了預應力箱式連續(xù)梁,整個橋梁是一個整體,橋梁中間都是空心的,可以安放很多管網(wǎng),橋梁的制作都是預制好后進行吊裝,而不是進行‘現(xiàn)澆’,這次七里河黃河大橋上部結構將采用更為先進的‘鋼混簡支梁’,將大大減輕橋梁的自重,橋梁的支座也是加工好后直接進行安裝就行了,而且,用于緩沖防震的材料都采用橡膠,這樣更富彈性。”蘭州城建設計院一專家這樣認為。

    這位城建專家還意味深長地說:“雖然說無論從技術、材料和施工設備方面,那個年代與現(xiàn)在的科學技術水平都沒法比,大部分施工比較原始,主要靠人力,但是,那時候人們思想單純、干勁足,更有著對建設項目強烈的責任心……”

    
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