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矮寨大桥创四个世界第一 能写进桥梁设计教科书

2012/03/31 | 作者:中国高速 | 浏览量:4056 | 评论:0
 

近2000盏灯全部亮后的矮寨大桥,犹如在德夯大峡谷点亮了一道彩虹,美不胜收。摄影 红网记者 章尧

(近2000盏灯全部亮后的矮寨大桥,犹如在德夯大峡谷点亮了一道彩虹,美不胜收。摄影 红网记者 章尧)

 

  湘西矮寨悬索桥总设计负责人、湖南省交通规划勘察设计院副院长胡建华介绍矮寨大桥的设计特点。通讯员 陈琛 摄影

  【矮寨大桥精彩图集】湘西飞彩虹 天堑变通途

 

 

 

 

  红网湘西3月30日讯(记者 曾小颖 章尧 通讯员 陈琛)31日上午,世界跨峡谷跨径最大的钢桁梁悬索桥――湖南湘西矮寨大桥将举行通车典礼,这也意味着全长800多公里的渝湘高速公路全线贯通。今后,从长沙开车至重庆只需要8小时。
  
  渝湘高速公路湖南常吉段、重庆段早已通车,但连接湖南段和重庆段、全长65公里的吉茶高速(吉首-茶洞)因地形险峻复杂、施工难度大,施工期达到4年。其中,矮寨特大悬索桥是该段“天堑变通途”的控制性工程。
  
  矮寨大桥距吉首城区约20公里,在矮寨镇上空355米处跨越德夯大峡谷。矮寨大桥于2007年10月启动建设,大桥主跨1176米,是目前世界上跨峡谷跨径最大的钢桁梁悬索桥。
  
  连创四项世界纪录 矮寨大桥“值得写入教科书”
  
  全国工程勘察设计大师、湘西矮寨悬索桥总设计负责人、湖南省交通规划勘察设计院副院长胡建华称矮寨悬索桥足以成为桥梁设计史上的里程碑,能“入选任何一本桥梁设计教科书。”
  
  湘西矮寨悬索桥创下了四个世界之最:一是大桥主跨1176米,是世界上跨峡谷跨径最大的钢桁梁悬索桥;二是全球首次采用塔、梁完全分离的设计方案,缩短了主梁长度,又最大限度地减少了对山体的开挖,保护了环境;三是世界上首次采用岩锚吊索结构,首次采用碳纤维作吊索替换钢绞线;四是首创了“轨索滑移法”架梁,这种全新工艺提高了架梁速度接近十倍。
  
  胡建华称这些成绩是由设计和施工团队扎扎实实的努力与创新分不开。相比以前的设计,矮寨大桥做到了结构、工艺、技术、材料样样有突破,面面有创新。
  
  在结构上,矮寨悬索桥是世界上第一座采用塔梁分离式结构的悬索桥。胡建华介绍说,如果采用常规的悬索桥方案,不仅工程量浩大,使工程投入加大,并且桥位处山体的开挖将严重破坏周围的自然环境。经过综合考量,大胆创新,最终确定了塔梁分离式悬索桥的结构方案,既缩短了主梁长度,节省了投资,又最大限度地减少了对山体的开挖,保护了环境,实现了桥梁结构与自然景观的完美融合。
  
  工艺上的创新则保障了矮寨大桥的顺利建设。由于地处深山峡谷,加上桥位处的特殊地形地貌,常规的“散拼法”、“吊装法”、“荡移法”等悬索桥主梁架设方案难以实施。受高空缆车的启发,设计团队首创了“轨索移梁主桁梁架设方案”——利用大桥永久吊索在其下端安装临时吊鞍,然后在临时吊鞍上安装水平轨索作为运梁轨道,实现由跨中往两端拼装大桥的钢桁加劲梁。这种全新的架梁工艺,在成本很低的情况下取得了提高架梁速度接近十倍。计划一年半安装主梁的,只有两个半月就拿下来了,目前世界上没有一座同类桥梁的钢桁梁架设速度能够少于一年的。最后实践证明,轨索滑移法不仅可行,而且填补了世界空白。2011年5月召开的湖南省吉茶高速公路矮寨特大桥技术研讨会上,与会专家一致认为矮寨大桥的“轨索滑移法”是一项完全具有中国自主知识产权的创造性发明,将成为今后类似情况下国际桥梁建设的样本工程。
  
  新技术的运用也让大桥设计提供了助力。矮寨悬索桥是世界上第一座索塔、隧道锚和隧道三位一体的悬索桥。这种三位一体的结构体系相互作用使得其受力极为复杂。设计单位湖南省交通规划勘察设计院运用了FLAC-3D岩土工程分析软件建立岩体的本构模型,对山体的整体稳定性进行了分析计算,并通过巧妙设计和对山体进行必要加固防护等措施,解决了一系列影响山体稳定和桥梁结构的问题。
  
  新材料方面,矮寨悬索桥将首次采用碳纤维做吊索(锚索)。相比传统的钢绞线,碳纤维具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优异性能,能有效解决承重、更换和防锈等问题。
  
  “环保绿线”贯穿矮寨大桥建设
  
  湖南省交通规划勘察设计院在项目的整个设计过程中,严格贯彻了环保设计新概念,尊重自然、尊重地区特性,树立“不破坏就是最大的保护”的理念,坚持最大限度地保护、最小程度地破坏、最强力度地恢复,使工程建设顺应自然、融入自然。
  
  该院院长彭建国介绍说,从接到设计任务起就提出了“环保绿线”概念,在勘察设计过程中遵循最严格地保护耕地、最大限度地保护自然环境的原则,为尽可能地保留好吉茶高速周边的沿线树木和耕植土壤。这一“环保绿线”的设计理念在当时尚属全国首创。
  
  总设计师胡建华称,矮寨大桥最后选定的悬索桥方案相比于备选的隧道方案,节约工程造价2亿元,每年还将节约运营费用近3000万元;由于悬索桥方案无需沿国道展线,施工期间内对国道正常运行和地方群众出行几乎无干扰;减少开挖隧道多产生的180万立方的废弃沙石,路线长度也缩短了约11公里,节约了工程投资,提高了运行效益。
  
  一桥飞架矮寨 湘西旅游添新景
  
  除了跨度和高度令人惊叹,巧妙的设计让矮寨大桥的观赏性同样引人瞩目。一桥飞架矮寨公路,在气势磅礴的德夯大峡谷上空,矮寨悬索大桥与“矮寨公路奇观”和德夯大峡谷相互映衬,构成了新的壮美景观,进一步提升了湘西的旅游价值。
  
  矮寨悬索桥两侧还专门设计有观景平台,为游人提供了领略悬索桥雄伟风姿,俯瞰矮寨公路奇观的绝佳场所
 

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