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多元創新集成小體量工程精品

——合江長江一橋促進山區拱橋邁向超大跨徑

2019-07-04 09:30:52 來源:中國交通新聞網 作者:特約記者?匡成剛 通訊員 張俊鋒

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合江長江一橋全景。

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鋼格子梁結合鋼混凝土組合橋面板的主梁新結構。

秒速快三在线预测6月12日,在第36屆國際橋梁大會年會上,四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司(簡稱四川公路設計院)負責設計的合江長江一橋榮獲被譽為世界橋梁界“諾貝爾獎”的喬治·理查德森獎,成為世界鋼管混凝土拱橋建設史上具有里程碑意義的經典工程。

秒速快三在线预测“與本屆其他獲獎工程相比,該橋總投資約2.6億元,是小體量工程,但該橋依托系列結構設計、施工工藝與材料創新,引領了行業科技進步。同時,該橋具有用料少、自重輕、整體性好、施工安全高效、工程綠色美觀等優點,且相較于同等跨度的懸索橋,節省了投資約6000萬元,創造了較大的經濟效益。”合江長江一橋主要設計負責人、四川公路設計院總工程師牟廷敏介紹。

建成后的合江長江一橋與長江融為一體,如龍飲綠澗,似驚鴻掠水,成為當地標志性建筑和重要景觀。

攻克超500米主跨難關

設計之初,為了降低施工對周邊環境的影響,保護長江合江至雷波段珍稀魚類自然保護區的生態環境,四川公路設計院經過認真比選,最終選擇了材料最省、造價最低、工期最短的鋼管混凝土桁式拱橋方案,以盡可能減輕對自然環境的干擾。

秒速快三在线预测選定了橋型,更大的問題又來了:大橋選址處的長江河道彎曲,江面寬約500米,為保證通航安全,大橋主跨不能小于500米。“主跨超過500米的鋼管混凝土拱橋工程在世界上都是沒有先例的,設計難度不言而喻,但我們最終依靠自主創新解決了難題。”牟廷敏說。

另一位合江長江一橋的主要設計負責人、四川公路設計院教授級高級工程師范碧琨則歸納出了設計過程中的“三二一”:“我們自主研發了三項結構設計創新、兩項施工工藝創新和一項混凝土建筑材料創新,這6項創新相互融合,形成成套技術,為成功打造這一精品工程奠定基礎。”

6項創新助“長虹經天”

“大橋主拱跨徑530米,肋寬只有4米,寬跨比約為1∶132,主拱拱桁高16米,腹管長達18米,主拱腹管最大長細比為26∶1。在這種情況下,解決穩定承載力低的問題成為設計的關鍵環節。”范碧琨介紹。針對這一難題,設計團隊提出了三項結構設計創新,即主拱結構形式采用新型拱肋和組合式橫撐構造,主梁形式采用“鋼格子梁+鋼混組合橋面板”新型結構。三項結構的創新,能有效減輕結構自重,也降低了施工風險和建造成本。

新型拱肋通過對矩形桁式拱肋進行加勁,解決了受壓腹管穩定問題,增強了拱肋整體剛度。組合式橫撐是將每組橫撐設置在主拱的同一獨立單元內,相比傳統的橫撐形式,組合式橫撐可以顯著減輕懸拼單位質量,大幅減少接頭高空安裝量和焊接量。相較于鋼筋混凝土橋梁和傳統的鋼混疊合梁,新型主梁結構優勢在于其橋面板總厚度僅為15厘米,整體性好、用鋼量少,比傳統鋼筋混凝土主梁自重減輕了近六成。該結構非常適用于主要承受豎向荷載的大跨拱橋主梁。

兩項施工工藝,即一體化節段安裝技術、大型鋼管混凝土結構管內混凝土真空輔助灌注方法。這兩項施工工藝實現了大橋安裝“低成本、高精度、零事故”的目標,并解決了500米級鋼管混凝土拱橋拱圈成拱問題。

“傳統混凝土流動性較弱,很容易造成管內混凝土內部出現空洞,再加上混凝土收縮性大,就會導致混凝土與鋼管間縫隙過大,而這些都會降低鋼管混凝土結構的承載力。”范碧琨說,“設計團隊研發的大流動度泵送自密實補償收縮混凝土,使大橋建成后主拱內混凝土完全滿足鋼管和混凝土協同受力的要求,徹底解決了大跨鋼管混凝土拱橋脫空的難題。”

合江長江一橋是鋼管混凝土拱橋跨徑的重大突破,也是這一橋型的代表性橋梁。其科技創新成果為廣西平南三橋、合江長江三橋等大跨鋼管混凝土拱橋的建設提供了技術借鑒,也為四川公路設計院編制國內第一部《鋼管混凝土拱橋設計規范》提供了支撐。

此次喬治·理查德森獎是合江長江一橋繼今年4月獲得詹天佑獎后獲得的又一項國際大獎,中國土木工程學會在頒發詹天佑獎時對合江長江一橋作出如下評價:該橋的順利建成促進了行業科技進步,推動了鋼管混凝土拱橋向更大跨徑發展,對山區公路、鐵路超大跨度拱橋的建設具有重要的推動作用,其技術在一系列大型工程中得到了應用,也進一步彰顯了我國拱橋在國際上的重要地位。

【鏈接】

秒速快三在线预测四川合江長江一橋,又名波司登大橋,是瀘州至重慶高速公路控制性工程,位于瀘州市合江縣境內,大橋全長840.9米,主跨530米,是目前世界最大跨徑的鋼管混凝土拱橋。

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