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峡谷起高桥创意书匠心——杭瑞高速公路北盘江大桥设计创新纪实
2016-10-10  中国桥梁网 分享到:

        本网讯日前,由中交公路规划设计院有限公司(简称公规院)设计的杭州—瑞丽高速公路毕都段北盘江大桥正式合龙,这座历经四年建设、连接云贵两省的大桥再次引起社会关注。
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        合龙当天,数百名群众自发从四面八方赶来见证这一盛事。人群中,记者看到一位中年人背着一位年近百岁的老婆婆。满脸喜色的婆婆告诉我们,虽然她家所在的村庄与云南仅一河之隔,但由于交通不便,活了近百岁还从未去过云南,所以今天一定要亲眼看一看这座世界第一高桥。

        贵州向来有“地无三尺平”之说。山高谷深,修路架桥困难重重。如今,老百姓的笑颜背后,无不凝聚着桥梁设计师坚守的职业精神、拼搏的创新精神和不分昼夜的奉献精神。

        创新设计?;ど?br />
        贵州桥梁的数量达到1.7万多座,几乎囊括了世界上的全部桥型,堪称世界“桥梁博物馆”。

        2009年,公规院的设计团队初接北盘江大桥的设计任务时,由该团队设计完成的贵州坝陵河大桥于当年年底建成通车。

        在勘察现场时,从塔基安全性和方便施工的角度,设计团队确定了北盘江大桥的跨径应该在670米以上。这一数字已超出了梁式桥、拱桥、混凝土斜拉桥的适用跨径范围。同时,综合考虑桥位所处的地形条件、施工可实施性等因素,适合本桥建设条件的方案只能在钢桁架梁斜拉桥、钢桁架梁悬索桥(坝陵河大桥的桥型)两个方案中进行比眩

        就在所有人都以为,这一次设计团队肯定会照搬坝陵河悬索桥的成熟设计方案和完整建设经验时,公规院人创新提出了山区特大跨径钢桁梁斜拉桥方案。

        这个方案一经提出,就引来纷纷议论:西部地区高速公路上跨越深山峡谷的大跨径桥梁基本都选择了悬索桥方案,如贵州坝陵河大桥、湖北四渡河大桥和湖南矮寨大桥,设计队伍已经积累了丰富的设计、施工经验。如今弃之不用,很多人都想不通。

        面对质疑,设计团队的想法很简单:照搬很容易,创新才更难得。

        公规院派出了一组出色的桥梁设计阵容,每个人均具有多座大桥的设计经验。这一次,他们为自己的方案拿出了丝丝入扣的分析论证——

        其一,北盘江大桥两岸均为高达500多米的高陡边坡,两岸岸边均为悬崖峭壁,且分布了一些溶蚀裂隙带,悬索桥型锚碇的大开挖对边坡稳定和安全影响较大,大开挖的弃渣将严重影响生态环境。

        其二,桥址区基岩地层为可溶性的碳酸盐岩地层,地下水活动频繁,形成竖直发育的岩溶洞穴,对桥梁地基基础的安全形成严峻考验,很难找到适合悬索桥的锚碇布置位置。

        其三,对于主跨跨径为500米至800米的山区大跨径桥梁,钢桁梁斜拉桥在经济性上比悬索桥具有更强的竞争优势,对环境影响小,无疑是一个既经济又环保的最佳方案。

        经过多轮技术、经济比选论证,北盘江大桥采用主跨720米钢桁梁斜拉桥方案是最合理的设计方案。

        同步施工降低风险

        在山区修建钢桁梁斜拉桥,最大的建设难点是如何选择合理的施工方案。

        北盘江大桥桥位地势险要,两岸索塔座落于悬崖边,中跨桥面距离峡谷底最大565米,边跨桥面距离地面约100米,并且由于地形的限制,边中跨比仅为0.36,主梁的架设成为本项目的最大难点。

        斜拉桥方案迟迟无法落地,一时间,项目陷入僵局。

        关键时刻,公规院设计团队的负责人彭运动、刘波,技术骨干侯满、曲春升等人迎难而上。他们查阅大量资料,悉心比癣潜心钻研,对国内外桥梁的施工方法有了全新的认识。

        该项目位于V形峡谷,贵州岸主桥直接接桥台,云南岸引桥高度也很低。设计组敏锐地抓住了这个细节,创新性提出在边跨增设一个辅助墩、边跨采用顶堆的施工方案:边跨钢桁梁顶推与索塔同步施工,边跨钢梁就位后,主跨采用桥面吊机进行拼装。

        这一施工方案既可以大大降低山区高支架施工风险,又能将施工工期比悬索桥方案缩短半年,更重要的是对桥下水域无污染,不会破坏岸坡稳定,真正做到绿色环保。这种施工方法在斜拉桥施工中属首次应用,但参建各方及专家也被设计组细致巧妙的方案征服,最终一致同意选用钢桁梁斜拉桥方案。

        北盘江大桥项目设计负责人彭运动告诉记者,虽然每一次的设计过程都异常艰辛,每个新的技术方案得到认可都要经过反反复复的计算和说服,但最终落地时那种巨大的幸福感和满足感是对每一位桥梁工程师的最高褒奖。

        源头活水铸新篇

        北盘江大桥项目分项负责人侯满说,每一座桥梁的设计,无论其跨径大小,都有可挖掘的创新点。创新不会凭空而来,只有善于观察,见微知著才能迸发出创新的火花;只有勤于思考,不放过任何一个细节才能激荡出创新的源泉活水。

        创新,也成就了北盘江大桥。北盘江大桥项目用数字为自己标记了创新的烙樱

        565米:北盘江大桥桥面到谷底垂直高度达565米,相当于200层楼的高度,桥塔顶部距离谷底740米,超越之前世界第一高桥四渡河特大桥的560米,成为目前世界绝对的第一高桥。

        500兆帕:2012年年初,为落实国务院关于节能减排的工作部署,住房和城乡建设部、工业和信息化部联合出台了《关于加快应用高强钢筋的指导意见》,要求在建筑工程中加速淘汰335兆帕级钢筋,优先使用400兆帕级钢筋,积极推广500兆帕级钢筋。我国混凝土结构工程目前普遍应用的钢筋强度为300至400兆帕,比发达国家低1至2个等级。北盘江大桥设计团队结合以前承担的国际桥梁成熟经验,2009年率先在国内桥梁设计中采用了500兆帕级的高强抗震钢筋,总用量约1.26万吨,钢筋直接成本节约10%左右,简化了钢筋现场绑扎,方便了施工。

        身在贵州这个“桥梁博物馆”,当地老百姓对桥梁也有着特殊的感情,尤其在苗族地区,每年农历二月初二“龙抬头”这天,也是当地的“祭桥节”,以此来祈愿风调雨顺、五谷丰登。北盘江大桥计划在今年年底实现顺利通车,通车后,天堑变通途,也必将造福当地老百姓,助力云贵两省经济发展。

        
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