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看“川藏第一桥”破世界难题
2016-12-22  中国桥梁网 分享到:
关键词:川藏第一桥 

 

  “大渡桥横铁索寒”,这句诗形象地描绘出跨大渡河的不易。

   12月20日,随着无人机牵引着先导索成功跨越大渡河,“川藏第一桥”雅康高速泸定大渡河兴康特大桥开始架缆,在历时两年3个月完成桥梁下部建设后,转入桥梁上部施工。未来,大桥将以1100米的超长跨径连通大渡河两岸,变天堑为通途。

   兴康特大桥由省交投集团投资、四川路桥集团施工,是一座建在高海拔、高地震烈度带上的超大跨径钢桁梁悬索桥,采用钢混叠合桥道系,造价超过10亿元,因建设技术难度大被誉为“川藏第一桥”,为雅康高速公路控制性工程之一。

   这座省内跨径最大的悬索桥将如何架?位于3条地震断裂带的交汇处,“川藏第一桥”将攻克哪些世界级难题?记者一一为你揭秘。

   怎么跨?

   3公斤绳索“打前站”“牵”上万吨钢索过河

   甘孜州泸定县境内,始建于清康熙年间的泸定桥,讲述着连通藏区的悠悠史事。长百余米的泸定桥,全桥铁件重40余吨,为让铁索过江,曾集纳了全国的能工巧匠。

   兴康特大桥全长1411米,主桥长1100米,与泸定桥相比,它长了10倍,重量却增加了差不多上千倍——桥道系统达3万吨,仅主缆承重系统就有1.1万吨。如何将如此重的钢索送过大渡河?

   架缆,从一根仅重3公斤的绳索开始。

   上午10时许,一架无人机从特大桥康定端的索塔顶起飞,3分钟后,准确落在雅安端的索塔顶上,随机携带的先导索将两座索塔相连。这根先导索直径仅2毫米,荡在数百米的高空肉眼难辨。

   随后,更粗的绳子系在先导索尾部,被慢慢拖到对面。渐渐地,绳索越来越粗、越来越重,尼龙绳换成钢丝绳,人工拉换成机器收,直到直径54毫米的钢索过河后,才不再加粗。预计10天后,第一根钢丝将过河。

   项目总工唐中波说,先导索施工常用船、有人直升机或火箭弹牵引,这是省内首次采用无人机进行牵引,效率是传统工艺的100倍,且成本小落点精准。先导索牵引过江后,再用小绳拉大绳,逐渐加重,最后把钢绳拉过河,形成牵引系统,架设起施工的猫道,就可进行主缆架设施工。

   大桥有两根主缆。每一侧的主缆长1628米,由187根钢索组成,每根钢索有91丝。若把这些钢丝头尾相连,足有6万公里,相当于绕地球赤道一圈半。

   如此重的钢丝过江,全靠那根小小的先导索“打前站”。“四两拨千斤”的中国智慧,在“川藏第一桥”上体现得淋漓尽致。

   怎么架?

   按抗震烈度9级设防踩50根60米“钢钉”

   兴康特大桥是一座悬索桥,在大渡河中没有桥墩。记者在现场看到,河两岸各有一座索塔,雅安端建有隧道锚,康定端建有重力锚,作为承力点和受力点“拉”住大桥。若从侧面看,将形成“M”形。

   雅康高速从四川盆地向青藏高原爬升,全程高差超过1900米,兴康特大桥正好处于爬升的高海拔段,考虑到和两端路面的衔接,桥面往上抬,才有了1100米的超长跨径。

   跨径长,所需钢材就多,桥道系统也就越重。重达3万吨的庞然大物,怎么架?作为支撑的索塔、锚碇都巨大无比:索塔高188米,相当于63层的高楼;康定端的重力锚平面面积5100平方米,相当于13个篮球场。

   大,也有风险。兴康特大桥位于3条地震断裂带交汇处,相当于“Y”字的正中央,突发地震、滑坡、尤其是边坡的垮塌,必须要考虑。

   “整座大桥按照抗震烈度9级设防。”雅康高速董事长黄兵介绍,在每座索塔下都埋进了50根桩基,每根桩基深达60米,由混凝土浇筑,将索塔牢牢“钉”在山腰上。索塔和锚碇靠近斜坡处都用锚索框架固定,防止山体垮塌。

   而在雅安端,由于地势陡峭,无法建设重力式锚碇,建设者向山里掘进,向斜下方开凿了一个长159米、垂直高差有33层楼高的隧道,建成目前世界上最长的隧道锚。这个镶嵌在山里的巨型“膨胀螺丝钉”,和大山融为一体,安全无虞。

   怎么拉?

   抗12级大风猫道上设风速监测仪

   站在塔顶上,过河的绳索被吹得乱晃。“这里的风特别大。”项目常务副总经理徐国挺介绍,兴康特大桥位于大渡河干热河谷,气象条件多变,瞬时风速可达每秒32.6米,相当于12级台风。而且风场紊乱,风向不定,是“乱风”。

   根据设计,桥面距水面约239米,而猫道的施工高度约250米,相当于在83层的高楼上搭“绳桥”。这么高的空间作业,如果突遇大风怎么办?

   在索塔和塔吊上,记者看到不少风速监测仪,探头随风不停转。“除了这些自动监测仪,还有手持的风速监测仪。”徐国挺说,今后在施工的猫道上,也将设置风速监测仪,对风向、风速进行预测和预判。一旦风速超过6级,将停止施工。

   而横跨大渡河的特大桥,也能抗住12级大风。就设计而言,大桥的护栏是一根根绳索,相当于留出“风道”,不会给风造成阻力。钢结构的桥面,其下部位置采用的是波浪形的设计,也是为了方便大风“通过”。

   用多久?

   主缆湿度可控不会腐蚀和延展

   钢铁经日晒雨淋会腐蚀,使用久了,也会产生延展性。大量使用钢材、钢结构的兴康特大桥会有这些“后遗症”吗?“不会。”设计单位省交通运输厅公路规划勘察设计研究院副总工程师、总工办主任蒋劲松说。

   大桥缆绳所用的钢丝为镀锌钢丝,具有高强抗腐蚀能力。主缆是整座大桥唯一不会更换的零部件,对其采取了特别的抗腐蚀保护。主缆由上万根钢丝组成,外部用涂了防护层的钢丝缠绕,将上万根钢丝锁紧,形成一个密闭的空间,尽量隔绝霜雪渗透。在锚碇和塔顶架设主缆的位置,设有除湿机、出气孔,源源不断地往主缆内部输送干燥空气,让湿度保持在45℃以下。一内一外的防护,确保主缆不生锈。

   就受力而言,大桥留了足够的承重系数。每一侧的锚碇能承受索桥2.8万吨的拉力,而整个桥道系统不过3万吨,在安全系数以内。对于3万吨的桥道系统而言,在桥上行驶的汽车,其重量几乎可忽略,这样悬索桥就始终保持在弹性状态,不会产生延展性。

   黄兵介绍,大桥运营后,将有固定的队伍进行维护。施工过程中,已在锚碇以及即将架设的主缆上植入监测仪,对湿度、风速、荷载、应力、变形、地震动等进行监测,结合人工巡检,维护人员将实时分析数据,确保大桥处于安全运营的状态。
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