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(jì)創(chuàng)新紀(jì)實(shí)
2016-10-10 
        本網(wǎng)訊日前,由中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司(簡(jiǎn)稱公規(guī)院)設(shè)計(jì)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(huì)關(guān)注。

        合龍當(dāng)天,數(shù)百名群眾自發(fā)從四面八方趕來(lái)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(guò)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(lái)有“地?zé)o三尺平”之說(shuō)。山高谷深,修路架橋困難重重。如今,老百姓的笑顏背后,無(wú)不凝聚著橋梁設(shè)計(jì)師堅(jiān)守的職業(yè)精神、拼搏的創(chuàng)新精神和不分晝夜的奉獻(xiàn)精神。

        創(chuàng)新設(shè)計(jì)保護(hù)生態(tài)

        貴州橋梁的數(shù)量達(dá)到1.7萬(wàn)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(jì)團(tuán)隊(duì)初接北盤江大橋的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí),由該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)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(chǎng)時(shí),從塔基安全性和方便施工的角度,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)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(shí),綜合考慮橋位所處的地形條件、施工可實(shí)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(gè)方案中進(jìn)行比眩

        就在所有人都以為,這一次設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)肯定會(huì)照搬壩陵河懸索橋的成熟設(shè)計(jì)方案和完整建設(shè)經(jīng)驗(yàn)時(shí),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(gè)方案一經(jīng)提出,就引來(lái)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(jì)隊(duì)伍已經(jīng)積累了豐富的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)。如今棄之不用,很多人都想不通。

        面對(duì)質(zhì)疑,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的想法很簡(jiǎn)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(jì)陣容,每個(gè)人均具有多座大橋的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。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(dá)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(duì)邊坡穩(wěn)定和安全影響較大,大開挖的棄渣將嚴(yán)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(dòng)頻繁,形成豎直發(fā)育的巖溶洞穴,對(duì)橋梁地基基礎(chǔ)的安全形成嚴(yán)峻考驗(yàn),很難找到適合懸索橋的錨碇布置位置。

        其三,對(duì)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(jì)性上比懸索橋具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),對(duì)環(huán)境影響小,無(wú)疑是一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的最佳方案。

        經(jīng)過(guò)多輪技術(shù)、經(jīng)濟(jì)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(jì)方案。

        同步施工降低風(fēng)險(xiǎn)

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

        北盤江大橋橋位地勢(shì)險(xiǎn)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(xiàng)目的最大難點(diǎn)。

        斜拉橋方案遲遲無(wú)法落地,一時(shí)間,項(xiàng)目陷入僵局。

        關(guān)鍵時(shí)刻,公規(guī)院設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人彭運(yùn)動(dòng)、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(duì)國(guó)內(nèi)外橋梁的施工方法有了全新的認(rèn)識(shí)。

        該項(xiàng)目位于V形峽谷,貴州岸主橋直接接橋臺(tái),云南岸引橋高度也很低。設(shè)計(jì)組敏銳地抓住了這個(gè)細(xì)節(jié),創(chuàng)新性提出在邊跨增設(shè)一個(gè)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(jī)進(jìn)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(xiǎn),又能將施工工期比懸索橋方案縮短半年,更重要的是對(duì)橋下水域無(wú)污染,不會(huì)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(jì)組細(xì)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(xiàng)目設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人彭運(yùn)動(dòng)告訴記者,雖然每一次的設(shè)計(jì)過(guò)程都異常艱辛,每個(gè)新的技術(shù)方案得到認(rèn)可都要經(jīng)過(guò)反反復(fù)復(fù)的計(jì)算和說(shuō)服,但最終落地時(shí)那種巨大的幸福感和滿足感是對(duì)每一位橋梁工程師的最高褒獎(jiǎng)。

        源頭活水鑄新篇

        北盤江大橋項(xiàng)目分項(xiàng)負(fù)責(zé)人侯滿說(shuō),每一座橋梁的設(shè)計(jì),無(wú)論其跨徑大小,都有可挖掘的創(chuàng)新點(diǎn)。創(chuàng)新不會(huì)憑空而來(lái),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(guò)任何一個(gè)細(xì)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(xiàng)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(dá)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(duì)的第一高橋。

        500兆帕:2012年年初,為落實(shí)國(guó)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(tái)了《關(guān)于加快應(yīng)用高強(qiáng)鋼筋的指導(dǎo)意見》,要求在建筑工程中加速淘汰335兆帕級(jí)鋼筋,優(yōu)先使用400兆帕級(jí)鋼筋,積極推廣500兆帕級(jí)鋼筋。我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)工程目前普遍應(yīng)用的鋼筋強(qiáng)度為300至400兆帕,比發(fā)達(dá)國(guó)家低1至2個(gè)等級(jí)。北盤江大橋設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)結(jié)合以前承擔(dān)的國(guó)際橋梁成熟經(jīng)驗(yàn),2009年率先在國(guó)內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)中采用了500兆帕級(jí)的高強(qiáng)抗震鋼筋,總用量約1.26萬(wàn)噸,鋼筋直接成本節(jié)約10%左右,簡(jiǎn)化了鋼筋現(xiàn)場(chǎng)綁扎,方便了施工。

        身在貴州這個(gè)“橋梁博物館”,當(dāng)?shù)乩习傩諏?duì)橋梁也有著特殊的感情,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(lái)祈愿風(fēng)調(diào)雨順、五谷豐登。北盤江大橋計(jì)劃在今年年底實(shí)現(xiàn)順利通車,通車后,天塹變通途,也必將造福當(dāng)?shù)乩习傩眨υ瀑F兩省經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

        
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