工程质量要管100年

　　
　　飞越一千多米的德夯大峡谷，海拔571.1米(大桥标高与地面高差达355米，谷底本身海拔有216.1米)，矮寨特大悬索桥矗立于矮寨坡顶，成为一个新的地理坐标。
　　大桥在带给人们震撼同时，它的安全性同样成为人们关注的问题。为何选择桥而不是隧？它如何防风？如何抗振？如何确保安全行车？
　　方案
　　用了三年确定设计方案
　　由于矮寨所处的地理位置特殊，到底是选择通过桥飞越大峡谷，还是采用隧穿越群山，设计单位接手设计之初就做了比选。湘西矮寨悬索桥的总设计负责人、湖南省交通规划勘察设计院副院长胡建华介绍，如果选择建隧道，那隧道会有七八公里长，工程造价上会比悬索桥高2亿元；同时，隧道日常运营过程中需要照明、通风，要配备消防、紧急救援等方面设施，从管养方面而言，桥梁比隧道每年可以节约3000万左右。从这两个方面考虑，经济方面桥梁的优势更明显。
　　其次，从环保方面来讲，桥梁方案比隧道方案少产生180万立方的废方，“无论把这180万立方堆在什么地方，对环保会造成很大的影响，尤其在湘西，对自然景观也有很大的破坏。”再者，桥梁方案比隧道方案的路线缩短约11km，施工工期对国道正常运行和地方群众出行干扰小得多。
　　据悉，在设计过程中，省交通规划勘察设计院前期做了很多工作，在方案论证过程，从2004年至2007年矮寨桥的设计方案差不多做了三年。当时在路线跨越峡谷的几公里范围内，先后选择了7个桥位和8个线位综合比选。通过严格选拔、计算、现场勘探等工作，最终确定现在的桥位方案。现在桥梁所处位置地质条件比较好，跨度在900米至1300米范围，是峡谷最窄的一个区域。
　　抗风
　　大桥模型经历了风洞实验
　　矮寨特大悬索桥飞越千余米大峡谷，如若遇上狂风，大桥的稳定性和安全性如何？
　　“从实验结果上看，可以毫不夸张地说，目前地球上出现过的最大级数的风都吹不倒矮寨大桥。”矮寨大桥设计团队主设计人员、省交通规划勘察设计院桥梁勘察设计处主任工程师刘榕介绍，矮寨大桥是按百年一遇抗风标准进行设计的，矮寨大桥的设计标准是最高能抵抗55米/秒的风速，而风速达到50米/秒(180公里/小时)就是灾难性的飓风了。据了解，陆地上出现的风力一般多是在0-9级之间，10-12级的风陆上比较少见，十二级飓风风速在35米/秒左右，也小于设计的最高风速。
　　“由于大桥所处位置很高，因此抗风性是设计时最主要考虑的问题。”刘榕说，设计时他们专门做了抗风模型实验，既做了截断的实验，也做了全桥的模型实验。“为了更好地反映峡谷地貌，我们把整个几公里范围内的峡谷地型全部都做了模型，放到湖南大学的风洞实验实去吹。”
　　刘榕说，从大桥施工前，他们就在桥位现场设计了自动监测的风观测仪，到目前已是5年了。从这5年风观测仪现场实测风力数据显示，在桥位位置监测到的瞬间最大风速为20米/秒，也远低于设计的临界值。
　　抗振
　　恒载90%，桥不易振动
　　“很奇怪，为何我站在矮寨大桥上，工程车辆通过时，居然感觉不到一点振动，以前在长沙我开车经过三一大道浏阳河大桥时，经常能感到大桥振动，而跨度这么大的矮寨大桥居然让人感觉不到振动。”3月27日，从长沙至吉首出差的何剑先生特地登上矮寨特大悬索桥后如此感慨。
　　矮寨大桥建设指挥部副总工张永健介绍，一般情况下大跨度悬索桥的特点是刚度小，在荷载作用下可能产生较大的振动。但由于矮寨大桥整个恒载占90%，活载仅占近10%。恒载为大桥整个桥面系、主缆、吊杆、钢桁梁等上部结构的重量总和，约重4万吨；活载即承重的重量接近3000吨，汽车荷载产生的振动较小。且在钢桁梁的两头，还设置了减振的阻尼器，以有效地减少钢桁梁的振动，保持桥的稳定性。因此，在矮寨大桥上行车，几乎感觉不到晃动，与在陆地上差不多。
　　抗压
　　能同时承受200辆普通小车重量
　　在抗压方面，张永健介绍，矮寨大桥的荷载规格为公路Ⅰ级，相当于每个车道在1米距离内可承载1吨的重量。折减系数后，4条车道共计能承载近3000吨的压力，也就是说，能够同时承受200辆左右的普通小车的重量。同时为防止超载车辆破坏路面及桥面板，大桥桥头还装有称重系统，以55吨/辆为限，一旦超重，将限制该车辆通行。
　　防雷防蚀
　　前期选材，后期维护
　　湖南路桥集团公司副总经理兼矮寨大桥项目部经理盛希介绍，在矮寨大桥建设过程中，有一次正在索塔上打混凝土，突然，一个暴雷下来，施工设备全被打坏了。据了解，矮寨一年有7个月雷雨期，那么屹立矮寨山头的特大悬索桥，在防雷击方面，有保障吗？
　　“全桥都有永久防雷系统，就是为了避免大桥遭雷击。”湖南路桥建设集团矮寨特大悬索桥项目部总工程师张念来介绍，由于矮寨大桥特殊的地理位置，参建的所有单位都是以“百年工程”的标准来严格确保矮寨大桥工程质量的，工程质量要管100年。比如大桥承重的主缆及吊索等系统，除了本身是高强度的镀锌材质外，外面还有7层防护层，分别是镀锌、底漆、密封膏、缠丝、密封剂、中间漆和面漆。“这些防护工艺，就是为了保护缆索系统，使其被腐蚀的程度异常缓慢，并且大桥投入运营后，大桥管理单位平时肯定还会对各个关键部位进行重点的日常维护，以确保大桥安全。”
　　受力原理
　　主体结构受力类似晾衣绳晒衣
　　悬索桥通俗的表述也叫吊桥，是跨越能力最大的一种桥型，如大渡河上的泸定桥就是悬索桥，它主要由缆索、塔和锚碇三者组成。矮寨大桥建设指挥部副总工张永健介绍，要想了解矮寨大桥是怎么建成的，先了解悬索桥的受力原理。他用了日常生活中，大家非常熟悉的晾衣绳晒衣服的受力原理做类比。
　　张永健介绍，悬索桥的主体结构受力类似于晾衣绳。矮寨大桥主要由主塔、主缆、吊索、锚碇和主梁五大结构组成，其中主缆就可以看成是晾衣绳，主塔相当于支撑晾衣绳的支架，晾晒的衣服重量在晾衣绳中间产生拉力，并由晾衣绳支撑。
　　为防止晾衣绳垂度过大，必须在两端固定住晾衣绳，而大桥的锚碇就起这个锚固作用，将两根承受巨大拉力的主缆固定，并承受主缆传递过来的拉力，并最终将拉力传入两岸的山体。
　　游览
　　大桥观光通道让你“一览众山小”
　　“你站在桥上看风景，看风景的人在楼上看你……”诗人卞之琳让人耳熟能详的诗作《断章》中的意境，如今在矮寨大桥上有了新的演绎，矮寨大桥不仅仅是一座桥，还是一道风景。而为了让游客能登上矮寨大桥领略德夯大峡谷美景、矮寨风情，以及感受“一览众山小”的豪情，建设者将矮寨大桥下层的通道临时设计成了“观光通道”。
　　湖南省交通规划勘察设计院矮寨大桥设计团队主设计人员、该院桥梁勘察设计处主任工程师刘榕介绍，观光通道在桥的下层，不影响通行，车在上层走，人在下层游。刚开始桥面下层只是条通行道，比如大桥以后维护检修时，供工作人员通行，后来考虑到大桥本身已成为一道风景，所以就设计成了观光通道，同时加做了很多安全性的措施。比如栏杆加高了，脚下加了挡板，通道表面加铺了类似塑胶跑道的一层材质。
　　除了观光通道外，矮寨悬索桥两侧还有观景平台设计，为游人提供了既能领略悬索桥雄伟风姿，又能俯瞰矮寨公路奇观的绝佳场所。其靠近悬崖边的选址，在让人感受到“一览众山小”的豪情的同时，更为欣赏桥梁、峡谷夜景和鸟瞰德夯峡谷篝火晚会盛况提供了全新的视角。
　　难题
　　五大世界建桥难题摆在面前
　　在德夯大峡谷上空建悬索桥，一开始就与五大世界级难题狭路相逢：
　　地形险要：桥面到峡谷底高差达355米，两岸索塔位置距悬崖边缘仅70-100米；
　　地质复杂：桥位处存在岩堆、岩溶、裂隙和危岩体等不良地质现象；
　　气象多变：峡谷多雾，瞬间最大风速极大，严重影响施工测量和主缆架设；
　　吊装难：主缆及钢桁梁在355-400余米高空架设，单件吊装总量近两万吨；
　　运输难：土建工程运量大，仅钢材、水泥、砂石等材料与施工设备等运输总量就达四十多万吨。
　　除了五大世界建桥难题外，还有一个挑战。大桥桥位正下方是人口密集的矮寨镇，矮寨盘山公路6次通过大桥下方，德夯路也从桥下过，每天还有巨大的车流在桥下的盘山公路上通行，如果没有任何防范，只要从300多米高的桥上掉一颗螺丝下去，就能够打穿车顶的钢板，威力丝毫不亚于子弹。
　　突围
　　成功自主研发“轨索滑移法”
　　“一千多米的跨度，中间设个五百多米高的墩，那是开玩笑。只有悬索桥能解决这个问题。”矮寨特大悬索桥建设指挥部指挥长陈明宪介绍，设计方案确定后，由于矮寨大桥共有69节钢桁梁，最重一节重达192吨，桥下并无水路可利用，且沟底距离桥面高差达330米，大桥主体结构之一的钢桁梁架设又成为摆在面前的一个世界级难题。“当时世界上存在三种悬索桥加劲梁安装工艺，即以日本的明石海峡桥为代表的‘桥面吊机悬拼法’、以中国湖北四渡河桥为代表的‘缆索吊拼装法’和当前运用最普遍的‘跨缆吊机拼装法’均有其局限性。”
　　最终矮寨建设团队基于湖南运用较多的柔性墩多点顶推连续梁的技术，大胆提出了“轨索滑移法”。而此方案经过众多院士、专家多次论证后，“轨索滑移法”运送钢桁梁施工工艺创造性地在矮寨特大桥首次使用，中国创造由此诞生。
　　去年5月，国内近30位顶尖的桥梁专家在现场一致认定，矮寨特大悬索桥采用“轨索滑移法”架设钢桁梁，为悬索桥主梁架设施工提供了一套新的工法，属世界首创。
　　解读
　　改写了世界桥梁建设史
　　“轨索滑移法”，利用大桥永久吊索，在其下端安装水平轨索，再将水平轨索张紧作为加劲梁的运梁轨道，实现由跨中往两端节段拼装大桥的钢桁加劲梁。该架设法投入使用后，原本需要1年多时间架设的矮寨大桥，仅仅花费3个月时间，就将69节钢桁梁架设完成。
　　“缆索技术目前在世界上是有的，但用在桥梁建设上，特别是用在大跨径桥上，还没见到文献中有记载。”交通运输部总工程师周海涛接受媒体采访时表示。交通运输部专家委员会主任、交通运输部前任总工程师凤懋润也高度评价，目前中国真正有原创技术的大桥有两座，第一座是泰州长江大桥，第二座在施工工艺原创上的就是矮寨大桥，矮寨大桥改写了中国和世界桥梁建设史。
　　[链接]
　　4个世界第一
　　矮寨特大桥在建设过程中创下了4个世界第一，分别是：
　　1.大桥主跨1176米，跨峡谷悬索桥创世界第一。
　　2.受地形限制，大桥两端直接与隧道相连，在世界上首次创造性地采用塔、梁完全分离的结构，创世界第一。
　　3.峡谷山势复杂，首次创造性采用岩锚吊索结构，并使用碳纤维作为预应力筋材，创世界第一。
　　4.首次创造发明并使用“轨索滑移法”架设钢桁梁，创世界第一。
　　[小资料]
　　矮寨特大悬索桥位于湖南湘西矮寨镇境内，距吉首市区约20公里，跨越矮寨镇附近的山谷，德夯河流经谷底，中国公路奇观——矮寨盘山公路6次从大桥下面经过。
　　矮寨特大悬索桥于2007年10月启动建设，2008年正式开工。大桥横越矮寨大峡谷，矮寨大峡谷谷深坡陡，高差达500多米，桥面标高与地面高差达355米。
　　

    注明：本文系转载网络资源，如有侵犯版权问题请和管理员联系删除！

  标题:工程质量要管100年  地址:http://www.jianlihr.com/news/hangye/161246.html