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关岭县坝陵河大桥
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关岭县坝陵河大桥
 
关岭县坝陵河大桥
 
关岭县坝陵河大桥
 
关岭县坝陵河大桥
 
关岭县坝陵河大桥
 
    坝陵河大桥位于贵州省关岭县与黄果树风景区交界处,地处黔西地区高原重丘区,是沪瑞国道主干线贵州境镇宁至胜景关高速公路(简称"镇胜高速")上跨越坝陵河大峡谷的一座特大型桥梁,距镇胜高速公路起点约21km,离国家级风景旅游区黄果树约7km。峡谷西岸地势陡峭,东岸地势缓慢,河谷深切达400~600m,桥面至常水位高约370m。  
  坝陵河大桥是目前国内首座跨千米的钢桁加劲梁悬索桥,且是世界首次在高山峡谷地区修建跨度"国内第一、世界第六"的钢桁加劲梁悬索桥,其工程规模大、结构复杂、技术含量高、施工难度大、工期紧、任务重,多项技术指标位居国内外前列。  
  大桥于2005年4月18日正式开工。自开工以来,在交通部、省委省政府、省交通厅、高总司各级部门的领导和关怀下,各参建单位齐心协力,奋力拼搏,发扬艰苦奋斗,吃苦耐劳的精神,克服了现场地势陡峭、场地狭窄、溶洞发育、气候复杂多变等重重困难。在指挥部的带领下,各参建单位通力合作,精心组织,合理部署,大胆创新,狠抓工程质量和安全生产,在确保质量和安全的基础上,日以继夜抢抓工程进度。技术上,发扬团结合作精神,多家单位实行联合科研攻关,攻克了一个又一个技术难关,为大桥顺利建设提供了技术保障,也为大桥增添了许多新的亮点。 
  迄今为止,大桥的建设进度与国内外近似跨度的悬索桥相比亦属较快,施工期间未出现工程质量事故和重大安全事故。自开工以来,在全体参建单位和员工共同努力下,大桥建设取得了一定成绩,为早日实现完工通车,创造了条件,奠定了基础。
  中国钢桁加劲梁悬索桥第一跨 
  坝陵河大桥主桥为单跨1088m的简支钢桁加劲梁悬索桥,主缆分跨:248m+1088m+228m,矢跨比为1/10.3;东岸引桥为19跨50m连续刚构,西岸引桥为4跨50m连续刚构,全桥长2237米。全桥浇筑混凝土约25万方,使用各类钢材约6.5万吨,全桥总投资约14.8亿元。 
  坝陵河大桥跨越坝陵河大峡谷,山高谷深,跨度大,采用何种桥型,成了建设者们关注的焦点。设计期间,设计单位不仅对桥位进行了方案比选,还作了连续刚构桥、斜拉桥、悬索桥三种桥型的设计,并对同桥型不同跨径的桥梁进行了综合分析。设计了主跨220m及268m的多跨连续刚构方案以及主跨400m三塔斜拉桥和主跨450m两塔斜拉桥方案。由于连续刚构桥方案有数个桥墩高达300m,斜拉桥塔高达430m,高墩、高塔施工难度和安全风险都较大,下部结构施工工期相对较长;上部结构因采用整体式箱梁,节段重,施工难度大。经过对多个方案的可行性、安全性及经济性的综合比选,最终决定采用主跨为1088m的钢桁加劲梁悬索桥。由于坝陵河大桥地处山区峡谷,山高谷深,两岸地势陡峭,场地狭窄,不能开辟出钢箱梁节段的拼装、焊接场地;加之,桥位处河流浅、河面窄,无法通航。因此,坝陵河大桥不能像国内外其它跨江、跨海的大跨径桥梁一样,利用船舶进行运输和安装架设。这就决定了大桥的钢桁加劲梁不能采用钢箱梁结构,只能采用钢桁架梁结构型式。  
  由此可见,中国钢桁加劲梁悬索桥第一跨--坝陵河大桥是结合山区峡谷的地理、地形条件,经过不同桥型、不同跨径、不同结构性的综合比选,科学论证的结果。我作为指挥部的一员,不仅为有幸参加这样大跨度的桥梁建设感到自豪和骄傲,也深感责任重大。决心勤奋努力,刻苦钻研,尽职尽责,做好本职工作,为大桥顺利建成贡献一分力量。
  中国公路建设第一使用桥面吊机施工 
  坝陵河大桥主桥上部构造采用的钢桁加劲梁是由钢桁架和正交异性桥面板组成。全桥共有100个桁梁节间(每个节间长10.8m、宽28m、高10m、重92.7t,共分50个吊装节段);共有1000块桥面板(每块长10.8m、宽2.6m、重8t),除了两岸主塔前三节间采用"地面拼装、整体提升、后移就位"的架设方案外,其余吊装节段均采用桥面吊机施工。 
  通常,大跨径悬索桥的钢加劲梁安装不外乎采用以下两种方式:一是缆索吊装、二是跨缆吊机安装。缆索吊装由于吊装能力的限制及成本考虑,一般多用于中、小跨径的悬索桥。其特点是:钢桁梁及桥面板分别在工地现场拼装成整体吊装节段,然后采用卷扬机等缆索系统进行牵引、提升、安装就位。镇胜高速公路上主跨636m的北盘江大桥及湖北省沪蓉西高速公路上主跨900m的四渡河大桥,均采用缆索吊机架设。目前,国内已建成的主跨千米以上的大跨径悬索桥由于是跨江、跨海,均采用跨缆吊机安装钢箱梁。其施工特点是:将钢箱梁安装节段在桥位附近拼装、焊接好,用浮船运至桥下,采用跨缆吊机提升就位进行安装,即"船舶就位、垂直起吊"。  
  经过有关桥梁专家认真分析、研究和充分论证,坝陵河大桥因桥位处地势陡峭,场地狭窄,没有钢桁梁整体吊装节段的拼装场地,桥下河流不具备通航条件;加之,跨径大,起吊重量大,缆索吊装及跨缆机吊装方案不经济。因此,决定采用桥面吊机进行钢桁加劲梁架设。桥面吊机是我国首次应用于大跨径,国内无现成的架设经验可借鉴,对建设者们来说,采用桥面吊机架设悬索桥是一次巨大的挑战。  
  目前,桥面吊机制造完成,已运至工地现场拼装就位并通过试吊、检测。吊机自重138t,最大吊重为22m×70t。 
  坝陵河大桥钢桁加劲梁架设是利用桥面吊机采用平面构架带铰逐次刚结法,从两岸主塔向跨中方向悬臂施工。钢桁梁桁片在两岸引桥附近进行拼装,由运梁小车运至桥面吊机附近,再由桥面吊机吊装就位。 
  钢桁梁架设时,主跨东、西岸两侧钢桁梁各设2个临时铰,为国内外同类型悬索桥首次采用。临时铰设置、机具设备过铰、铰部作业的风险以及临时铰合龙,与无铰逐次刚结法相比,增加了若干工序和环节。  
  为节省投资,大桥主缆边跨未设置钢桁加劲梁。钢桁加劲梁施工时,中跨主缆集中受力而无边跨平衡,导致中跨主缆下垂较大,钢桁加劲梁倾角偏大,桥面吊机因此倾斜度偏大,增加了桥面吊机的作业风险。由于同样原因,钢桁加劲梁在无约束状态下,钢桁梁端部水平位移将达到3.8m,这需要在主塔横梁处考虑钢桁梁端部临时限位装置。  
  由于这些架设技术上的复杂性和特殊性,钢桁加劲梁安装前必须解决诸多技术难题。为此,指挥部牵头组织施工、设计、监控单位,从2007年初开始着手相关技术难点的攻关研究,并多次召开专家论证会、评审会。目前,这些关键技术难题已基本得到解决。为成功使用桥面吊机,顺利架设中国钢桁加劲梁第一跨悬索桥提供了技术支撑。
  世界第一隧道锚 
  坝陵河大桥西岸锚碇为隧道锚。西隧道锚分左、右隧洞,隧洞总轴长74.34米,轴线倾斜度为45°,底面与水平面倾角达52°,洞口断面尺寸为10米×10.8米,洞底单洞断面尺寸为21米×25米,左右洞最小净距7米。隧道锚上方为关岭Ⅰ号隧道,隧道锚顶部距关岭Ⅰ号隧道底部最小距离仅12.4米。隧道锚为典型的大断面、小间距、陡倾角隧道锚,其规模为世界第一。  隧道锚洞山体地质复杂多变,岩体破碎,节理、溶洞发育。隧洞开挖倾角大,开挖断面大,隧洞出渣及支护要求高,故开挖支护是施工难点。隧洞施工采取斜井开挖作业方式进行,先开挖左侧隧洞,左、右两侧隧洞前后错开15~20m。隧洞开挖采用新奥法原理,开挖严格遵循"弱爆破,短进尺"原则,采用小药量控制爆破、短台阶法开挖、挖掘机扒渣、装渣、小矿车出碴。施工中始终坚持"管超前、严注浆、强支护、早封闭、勤量测"的原则,尽量减少围岩扰动,确保施工安全。 
  为了保证隧道锚施工的质量、安全,在大桥设计勘察阶段,就对隧道锚范围的地形、地质、水文、气象情况进行了详细的调查、勘察,通过采用钻探、电磁波CT、孔内摄像、原位斜硐等地质勘察手段,基本摸清了洞位处的地质情况;在开挖阶段,指挥部委托相关单位进行隧道锚开挖围岩监测及地质超前预报,给施工单位提供第一手资料,开挖过程中做到心中有数。施工单位在围岩破碎夹泥、溶洞发育等不利的地质条件下,强化质量和安全管理,积极采取加强洞身支护,不断优化、完善爆破、开挖工艺,优质完成"世界规模第一"的隧道锚开挖及浇筑。
 
     
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