走向世界的重慶橋梁
2009-5-19 12:20:00 來源:網絡 編輯:56885 關注度:摘要:... ...
編者按:伴隨著西部大開發和國家積極的財政政策,重慶交通建設取得了快速發展,建設了大量橋梁,許多橋梁已達到國內先進水平甚至世界級水平。重慶市交通委員會總工程師張太雄、重慶高速公路發展有限公司南方建設分公司副總經理孫立東撰寫的《走向世界的重慶橋梁》,對重慶橋梁建設的發展歷史進行了簡要回顧,重點對具有代表意義、技術先進的17座重慶橋梁進行了綜述性介紹。2006年10月,北京傳來喜訊:重慶市交通委員會、重慶交通大學、重慶交通科研設計院、重慶市交通規劃勘察設計院、重慶高速公路發展有限公司、重慶市渝通公路工程總公司組成的“重慶橋梁建設團隊”,榮獲“中國交通建設十大橋梁英雄團隊”稱號。重慶橋梁建設者無不驕傲和自豪。為此,本刊決定分期刊出《走向世界的重慶橋梁》,以饗廣大讀者。
重慶地形復雜,域內江河縱橫,山巒起伏,橋梁建設歷史悠久,為重慶經濟和社會發展作出了巨大貢獻。直轄以來,伴隨著國家西部大開發和積極的財政政策,重慶橋梁建設得到了快速發展,先后建成了一批特大跨徑橋梁,部分橋梁已達到國內先進水平甚至世界級水平。截止2004年底,重慶市公路橋梁達到248278延米/4931座(不包括市政橋梁),全市已建成跨長江公路橋梁13座,在建8座。
一、重慶橋梁建設的發展歷史
重慶地區V型河谷較多,石料豐富且強度高,所以歷史上重慶市境內建造了許多石拱橋,其中不乏經典之作。建于北宋約1050年的榮昌施濟古橋,7×11米石拱橋,清代即有“川東保障”之稱,自1929年始成為成渝公路必經之橋;位于萬州城區的萬安橋,建于1926年至1929年,是全國跨徑最大的磚拱橋。
建國以后,重慶人民在建設新中國的偉業中充分發揮他們的聰明才智,修建了大量橋梁,橋梁技術得到較大發展,許多橋梁都達到國內領先水平。其中具有代表性的有:1966年,重慶牛角沱嘉陵江大橋建成,是西南地區唯一的鋼桁梁城市大橋;1969年北碚朝陽橋(跨徑186m)建成,是我國唯一一座雙鏈式懸索橋,并保持了多年我國最大跨徑公路橋梁的記錄;1972年建成的豐都九溪溝大橋,單孔凈跨為116m,建成時是世界上跨徑最大的石拱橋,榮獲全國科學大會科學技術成果獎和交通部重大科技成果獎;1975年重慶云陽云安湯溪河斜拉橋(跨徑76米)建成,開創了我國建造斜拉橋的歷史;建于1977年的江津市仁沱大橋,為鋼筋混凝土預應力桁架拱橋,主橋跨徑組合為:36.5米+72.8米+36.5米,是國內第一座預應力桁架拱橋。
改革開放后,重慶加快了橋梁建設速度,大力提倡采用新技術、新材料、新工藝和先進設備。1981年建成的重慶長江公路大橋,最大跨徑174米,采用T型剛構橋型,國內首次在橋梁建設上采用三向預應力技術,建成時為同類橋型國內第一,達到世界先進水平。1988年建成的石門嘉陵江大橋,最大跨徑230米,主橋為單塔單索面預應力混凝土斜拉橋,是國內跨徑最大的單塔單索面斜拉橋,獲得國家魯班獎。1987年10月建成的巫山龍門橋,是中國第一座采用無平衡重轉體法施工的拱橋,主橋為1孔122m鋼筋混凝土箱形拱,右岸半跨是全寬一次預制,轉體箱重4240kN;1989年建成的涪陵烏江大橋為主跨1×200m鋼筋混凝土箱形拱橋,是當時國內最大的轉體施工橋梁。1989年建成的奉節梅溪河大橋,為1×200m斜吊桿全加勁剛性吊橋,為亞洲第一座斜吊桿吊橋,是當時四川全省跨徑最大的吊橋,獲交通部優秀工程獎。
施濟古橋、萬安橋、豐都九溪溝大橋、湯溪河斜拉橋、朝陽橋、重慶長江大橋、石門嘉陵江大橋、巫山龍門橋等橋梁的建設,表明歷史上的重慶橋梁已經達到國內先進水平,奠定了走向世界的基礎。
二、走向世界的重慶橋梁
1997年,重慶直轄,打開了重慶橋梁史上嶄新的篇章,橋梁建設取得快速發展,建成了一批達到國內先進水平甚至具有世界級水平的橋梁,創造了一個又一個中國領先、世界之最。僅1997年,重慶境內就有五座長江大橋建成通車;江津、豐都、巫山……等區縣更是以一個縣的名義建成了長江大橋,滕輝地維水泥廠僅以一個企業的實力獨立籌資修建了長江大橋。
(一)拱橋
1、巫山長江大橋
巫山長江大橋位于重慶巫山縣長江巫峽入口處,全橋跨徑組合為6×12m+492 m +3×12m;引橋為預應力混凝土連續梁;主跨為鋼管混凝土中承式拱橋,主跨凈跨460米,是目前世界跨度最大的鋼管混凝土拱橋。巫山長江大橋具有如下技術特點和難點:
(1)鋼管桁架設計與制作:主弦管采用大直徑直縫鋼管(為1220毫米),鋼管壁厚為22~25毫米。立面腹桿采用了豎向和徑向兩種組合的布置形式,改善了腹桿與弦桿的夾角。平面腹桿因間距較小,采用了平行腹桿布置的構造形式。主弦管采用了以直線代替弧線,即由多段短直線組成的拱肋懸鏈線。拱肋采用了內法蘭盤的拱頂、節段接頭的構造,外形美觀,傳力可靠。全橋共44個桁架節段,節段總量大,管件組裝精度高,要求相鄰節段匹配精度高,以及焊縫質量要求高。
(2)拱肋吊裝:主拱共44個節段、22個橫撐節段均采用無支架纜索吊裝,吊裝系統跨徑576米,最大吊裝重量120噸,最大垂直起吊高度達280米;本橋位于巫峽峽口,風大浪急且吊裝精度要求高,為吊裝增大了相當的難度。為節約工程造價,扣塔采用鋼管混凝土桁架柱,吊塔鉸接于扣塔頂,為萬能桿件組拼而成。
(3)鋼管混凝土的配制與灌注:管內混凝土采用對稱接力灌注,一次灌注管內混凝土,管內混凝土為C60,要求混凝土具有流動性、收縮補償、緩凝、早強等特點。每根管長550余米,需一次灌注600余立方米混凝土,持續時間達10余小時。為了提高主鋼管內泵送混凝土質量,本橋主鋼管內混凝土采用從拱腳到拱頂的三級接力灌注方案。
(4)結構措施方面,因本橋寬度(19m)較窄,為了提高橋梁的動力特性和整體穩定性,采用了大矢跨比(1/3.8)主拱圈和橋面梁先簡支后連續等技術措施。為了減少長吊桿風震對行車性能的影響,將跨中部分中長吊桿的橫梁與橋面梁固接的技術措施。拱上立柱采用鋼管排架,減輕了重量,外形協調。
以本橋為依托,進行了鋼管拱節點疲勞試驗研究、鋼管砼拱極限承載力試驗研究、鋼管砼收縮徐變試驗研究、鋼管砼壓注試驗研究、設計技術研究、吊裝及砼壓注施工技術研究、鋼管拱桁架制作技術研究等專題研究。該橋的建設創造了同類橋梁跨徑、節段吊重、吊塔距離、吊裝高度及拱圈管道直徑等多項世界第一,為同類型橋梁的設計施工技術的提高做出了貢獻。
2、萬縣長江大橋
萬縣長江大橋是目前世界上最大的混凝土拱橋,主跨420米,全長856.12米,橋寬24米,橋高147米,主拱圈采用C60級高強混凝土加鋼管混凝土勁性骨架復合結構。主拱為單箱三室截面,矢跨比1/5,。鋼筋混凝土勁性骨架由五片鋼管桁組成桁架,弦桿采用φ402×16鋼管,腹桿和連接系采用4肢75mm×75mm×12mm角鋼組合桿,空鋼管骨架整體分36節段在工廠制造,段間采用法蘭盤螺栓連接,工地纜索吊機起吊運輸,兩岸斜拉扣掛懸拼,合攏成拱,再壓注高強混凝土,形成鋼管混凝土勁性骨架。
《萬縣長江大橋鋼筋混凝土拱橋設計施工技術研究課題》榮獲年度國家科級進步一等獎,在設計計算方法方面,該課題根據有限元基本原理,提出了拱圈強度驗算的非線性綜合分析法、建立了施工過程非線性穩定分析方法、提出了兩級控制的施工控制方法、提出了變截面空心薄壁高立柱穩定計算的解析公式。在施工工藝技術方面,提出鋼管混凝土勁性骨架成拱方法,發展了大跨徑混凝土拱橋建造技術,發展了大噸位、多節段纜索吊裝、懸拼技術,發展了橋用高強混凝土配制、生產、輸送、工藝技術,提出“六工作面”對稱同步澆筑法,發展了拱圈混凝土澆筑技術。在新材料應用方面,在橋梁領域首次采用鋼管混凝土C60高強混凝土為拱圈材料,并形成新的復合結構;針對萬縣長江大橋兩岸不良地質情況,提出了新型組合式剛架橋臺的創新設計;采用了混凝土表面防護技術。在新結構措施方面,采用大懸臂的橋道結構、變截面空心薄壁高墩、輕型橋道系,實現拱上結構輕型化。該橋的多項科研成果被廣泛推廣應用于國內外大跨度橋梁建設中。該橋還獲得首屆“中國十佳橋梁”等稱號。
巫山長江大橋和萬縣長江大橋的建設,充分展示了重慶拱橋建設水平,標志著重慶拱橋建設已經步入國際先進水平。