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峽谷起高橋創(chuàng)意書匠心——杭瑞高速公路北盤江大橋設(shè)計創(chuàng)新紀實
2016-10-10 
        本網(wǎng)訊日前,由中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司(簡稱公規(guī)院)設(shè)計的杭州—瑞麗高速公路畢都段北盤江大橋正式合龍,這座歷經(jīng)四年建設(shè)、連接云貴兩省的大橋再次引起社會關(guān)注。

        合龍當(dāng)天,數(shù)百名群眾自發(fā)從四面八方趕來見證這一盛事。人群中,記者看到一位中年人背著一位年近百歲的老婆婆。滿臉喜色的婆婆告訴我們,雖然她家所在的村莊與云南僅一河之隔,但由于交通不便,活了近百歲還從未去過云南,所以今天一定要親眼看一看這座世界第一高橋。

        貴州向來有“地?zé)o三尺平”之說。山高谷深,修路架橋困難重重。如今,老百姓的笑顏背后,無不凝聚著橋梁設(shè)計師堅守的職業(yè)精神、拼搏的創(chuàng)新精神和不分晝夜的奉獻精神。

        創(chuàng)新設(shè)計保護生態(tài)

        貴州橋梁的數(shù)量達到1.7萬多座,幾乎囊括了世界上的全部橋型,堪稱世界“橋梁博物館”。

        2009年,公規(guī)院的設(shè)計團隊初接北盤江大橋的設(shè)計任務(wù)時,由該團隊設(shè)計完成的貴州壩陵河大橋于當(dāng)年年底建成通車。

        在勘察現(xiàn)場時,從塔基安全性和方便施工的角度,設(shè)計團隊確定了北盤江大橋的跨徑應(yīng)該在670米以上。這一數(shù)字已超出了梁式橋、拱橋、混凝土斜拉橋的適用跨徑范圍。同時,綜合考慮橋位所處的地形條件、施工可實施性等因素,適合本橋建設(shè)條件的方案只能在鋼桁架梁斜拉橋、鋼桁架梁懸索橋(壩陵河大橋的橋型)兩個方案中進行比眩

        就在所有人都以為,這一次設(shè)計團隊肯定會照搬壩陵河懸索橋的成熟設(shè)計方案和完整建設(shè)經(jīng)驗時,公規(guī)院人創(chuàng)新提出了山區(qū)特大跨徑鋼桁梁斜拉橋方案。

        這個方案一經(jīng)提出,就引來紛紛議論:西部地區(qū)高速公路上跨越深山峽谷的大跨徑橋梁基本都選擇了懸索橋方案,如貴州壩陵河大橋、湖北四渡河大橋和湖南矮寨大橋,設(shè)計隊伍已經(jīng)積累了豐富的設(shè)計、施工經(jīng)驗。如今棄之不用,很多人都想不通。

        面對質(zhì)疑,設(shè)計團隊的想法很簡單:照搬很容易,創(chuàng)新才更難得。

        公規(guī)院派出了一組出色的橋梁設(shè)計陣容,每個人均具有多座大橋的設(shè)計經(jīng)驗。這一次,他們?yōu)樽约旱姆桨改贸隽私z絲入扣的分析論證——

        其一,北盤江大橋兩岸均為高達500多米的高陡邊坡,兩岸岸邊均為懸崖峭壁,且分布了一些溶蝕裂隙帶,懸索橋型錨碇的大開挖對邊坡穩(wěn)定和安全影響較大,大開挖的棄渣將嚴重影響生態(tài)環(huán)境。

        其二,橋址區(qū)基巖地層為可溶性的碳酸鹽巖地層,地下水活動頻繁,形成豎直發(fā)育的巖溶洞穴,對橋梁地基基礎(chǔ)的安全形成嚴峻考驗,很難找到適合懸索橋的錨碇布置位置。

        其三,對于主跨跨徑為500米至800米的山區(qū)大跨徑橋梁,鋼桁梁斜拉橋在經(jīng)濟性上比懸索橋具有更強的競爭優(yōu)勢,對環(huán)境影響小,無疑是一個既經(jīng)濟又環(huán)保的最佳方案。

        經(jīng)過多輪技術(shù)、經(jīng)濟比選論證,北盤江大橋采用主跨720米鋼桁梁斜拉橋方案是最合理的設(shè)計方案。

        同步施工降低風(fēng)險

        在山區(qū)修建鋼桁梁斜拉橋,最大的建設(shè)難點是如何選擇合理的施工方案。

        北盤江大橋橋位地勢險要,兩岸索塔座落于懸崖邊,中跨橋面距離峽谷底最大565米,邊跨橋面距離地面約100米,并且由于地形的限制,邊中跨比僅為0.36,主梁的架設(shè)成為本項目的最大難點。

        斜拉橋方案遲遲無法落地,一時間,項目陷入僵局。

        關(guān)鍵時刻,公規(guī)院設(shè)計團隊的負責(zé)人彭運動、劉波,技術(shù)骨干侯滿、曲春升等人迎難而上。他們查閱大量資料,悉心比癬潛心鉆研,對國內(nèi)外橋梁的施工方法有了全新的認識。

        該項目位于V形峽谷,貴州岸主橋直接接橋臺,云南岸引橋高度也很低。設(shè)計組敏銳地抓住了這個細節(jié),創(chuàng)新性提出在邊跨增設(shè)一個輔助墩、邊跨采用頂堆的施工方案:邊跨鋼桁梁頂推與索塔同步施工,邊跨鋼梁就位后,主跨采用橋面吊機進行拼裝。

        這一施工方案既可以大大降低山區(qū)高支架施工風(fēng)險,又能將施工工期比懸索橋方案縮短半年,更重要的是對橋下水域無污染,不會破壞岸坡穩(wěn)定,真正做到綠色環(huán)保。這種施工方法在斜拉橋施工中屬首次應(yīng)用,但參建各方及專家也被設(shè)計組細致巧妙的方案征服,最終一致同意選用鋼桁梁斜拉橋方案。

        北盤江大橋項目設(shè)計負責(zé)人彭運動告訴記者,雖然每一次的設(shè)計過程都異常艱辛,每個新的技術(shù)方案得到認可都要經(jīng)過反反復(fù)復(fù)的計算和說服,但最終落地時那種巨大的幸福感和滿足感是對每一位橋梁工程師的最高褒獎。

        源頭活水鑄新篇

        北盤江大橋項目分項負責(zé)人侯滿說,每一座橋梁的設(shè)計,無論其跨徑大小,都有可挖掘的創(chuàng)新點。創(chuàng)新不會憑空而來,只有善于觀察,見微知著才能迸發(fā)出創(chuàng)新的火花;只有勤于思考,不放過任何一個細節(jié)才能激蕩出創(chuàng)新的源泉活水。

        創(chuàng)新,也成就了北盤江大橋。北盤江大橋項目用數(shù)字為自己標(biāo)記了創(chuàng)新的烙櫻

        565米:北盤江大橋橋面到谷底垂直高度達565米,相當(dāng)于200層樓的高度,橋塔頂部距離谷底740米,超越之前世界第一高橋四渡河特大橋的560米,成為目前世界絕對的第一高橋。

        500兆帕:2012年年初,為落實國務(wù)院關(guān)于節(jié)能減排的工作部署,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、工業(yè)和信息化部聯(lián)合出臺了《關(guān)于加快應(yīng)用高強鋼筋的指導(dǎo)意見》,要求在建筑工程中加速淘汰335兆帕級鋼筋,優(yōu)先使用400兆帕級鋼筋,積極推廣500兆帕級鋼筋。我國混凝土結(jié)構(gòu)工程目前普遍應(yīng)用的鋼筋強度為300至400兆帕,比發(fā)達國家低1至2個等級。北盤江大橋設(shè)計團隊結(jié)合以前承擔(dān)的國際橋梁成熟經(jīng)驗,2009年率先在國內(nèi)橋梁設(shè)計中采用了500兆帕級的高強抗震鋼筋,總用量約1.26萬噸,鋼筋直接成本節(jié)約10%左右,簡化了鋼筋現(xiàn)場綁扎,方便了施工。

        身在貴州這個“橋梁博物館”,當(dāng)?shù)乩习傩諏蛄阂灿兄厥獾母星?,尤其在苗族地區(qū),每年農(nóng)歷二月初二“龍?zhí)ь^”這天,也是當(dāng)?shù)氐?ldquo;祭橋節(jié)”,以此來祈愿風(fēng)調(diào)雨順、五谷豐登。北盤江大橋計劃在今年年底實現(xiàn)順利通車,通車后,天塹變通途,也必將造福當(dāng)?shù)乩习傩?,助力云貴兩省經(jīng)濟發(fā)展。

        
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