中国的矮寨大桥,创造4个世界第一!背后的故事却凄惨刺骨!
矮寨特大悬索桥位于湖南省湘西州吉首市矮寨镇境内,距吉首市区约20公里,是国家重点规划的8条高速公路之一——长沙至重庆通道湖南段吉(首)茶(峒)高速公路中的重点工程。工程为双层公路、观光通道两用桥梁,四车道高速公路特大桥。桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥,全长1073.65m,悬索桥的主跨为1176m,创造了四项世界第一,极大地改善湘渝两省市的交通现状,对两省市乃至中西部的对接具有极其重要的意义。
矮寨特大悬索桥为钢桁加劲梁单跨悬索桥,桥梁两端直接与隧道相连,采用双向4车道高速公路标准,设计车速为每小时80公里,设计汽车荷载为公路-1级,桥面设计风速34.9m/s。地震动峰值加速度0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。路基宽度24.5米,桥身全长约1073.65m,悬索桥的主跨为1176m。矮寨悬索大桥项目启动预算7.9亿元,实际完工造价15亿元。
2007年10月矮寨特大悬索桥启动建设,桥面路基宽度24.5米,主跨达1176米。它是吉茶高速公路的关键性工程,是渝湘高速公路大动脉。也是包头——茂名高速公路,中国国家高速公路网编号为G65的控制性工程。
世界第一:
一是大桥主跨1176米,跨峡谷悬索桥,创世界第一。
二是首次采用塔、梁完全分离的结构设计方案,创世界第一。
三是首次采用轨索滑移法”架设钢桁梁,创世界第一。
四是首次采用岩锚吊索结构,并用碳纤维作为预应力筋材,创世界第一。
世界难题:
矮寨大峡谷是吉茶高速公路的必经之地,悬索桥方案成为最佳选择,矮寨特大悬索桥成为吉茶高速公路控制性工程。
矮寨特大悬索桥位于湖南湘西州吉首市矮寨镇,系在建的吉首至茶洞高速公路的控制性工程,距吉首市约20公里,横跨德夯大峡谷,落差达400多米。
悬索桥,又名吊桥,即以通过索塔悬挂并锚固于两岸的缆索作为上部结构主要承重构件的桥梁。
矮寨特大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至100米。
地质复杂:索塔处存在岩堆、岩溶、裂隙和危岩体等不良地质现象。仅在吉首岸索塔基坑附近就发现大小溶洞18个,其中最大的溶洞体积近万立方米。
气象多变:峡谷多雾,瞬间最大风速为31.9米每秒,严重影响施工测量和主缆架设。
吊装难:主缆及钢桁梁在300至400米高空架设,单件吊装最大重量达120吨。
运输难:土建工程运量大,仅钢材、水泥、砂石等材料运输总量就达18万吨。
一、首次采用塔梁完全分离结构。一般悬索桥设计中,塔与梁相接,但矮寨大桥索塔位置距悬崖边缘仅70-100米,下面即是数百米高的谷底,地形比较特殊。使用塔梁完全分离结构可以最大限度减少对山体的开挖,缩短钢桁梁长度,节省投资;实现了桥梁结构与自然景观的完美融合。
二、首次在悬索桥上使用大型岩锚吊索。由于选用了塔梁分离式悬索桥结构,使钢桁梁长度小于主塔中心距,主缆存在无吊索区,会出现吊索卸载应力为零的情况,且钢桁梁转角位移大,钢桁梁的上、下弦应力超标,需对钢桁梁作特殊设计。因而设计采用的是增加竖向锚固拉索方案,设竖向锚固拉索,通过预应力岩锚将其锚固于岩石上。
矮寨大桥的钢桁加劲梁包括钢桁架和桥面系。钢桁架由主桁架、主横桁架、上下平联及抗风稳定板组成。主桁架为带竖腹杆的滑轮式结构,由上弦杆、下弦杆、竖腹杆和斜腹杆组成。上弦杆、下弦杆采用箱形截面,除支座处腹杆采用箱型断面外其余均采用工字型截面。主桁桁高7.5m,桁宽27m,节间长度7.25m。一个标准节段长度14.5m,由2个节间组成,在每节间处设置一道主横桁架。
主横桁架采用单层桁架结构,由上、下横梁及竖、直腹杆组成,其中上下横梁采用箱形截面,腹杆均采用工字型截面。上、下平联均采用K形体系、箱型截面。
加劲梁的架设采用轨索移梁法,轨索移梁法即利用大桥永久吊索,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。相对于桥面吊机拼装方案,轨索移梁方案可大大减少钢桁梁的高空拼装作业,既可节省工期和节约投资,又有利于保证施工安全及施工质量。
三、首次采用碳纤维预应力索对岩锚底座进行锚固。将岩锚吊索所受的拉力传至地面岩体上,常规岩锚索预应力筋材采用钢绞线,矮寨大桥根据研究试验后采用了高性能的碳纤维作为预应力筋材,与传统钢绞线相比,碳纤维材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀的特点,为桥梁的安全提供充分的保障。
四、矮寨大桥采用了桥隧相联的形式,施工阶段,隧道入口仰(边)坡开挖、隧道掘进、塔基开挖、隧道式锚碇开挖均会对山体稳定造成一定影响;运营阶段,索塔与锚碇的荷载、端吊索的荷载将共同作用于山体。设计者运用了FLAC-3D岩土工程分析软件建立岩体的本构模型,对山体的整体稳定性进行了分析计算。对山体进行了必要的加固防护措施,以确保山体的稳定和桥梁结构安全。
五、为确保大桥的抗风稳定性和安全性,湖南大学风工程试验中心围绕该桥的抗风设计问题,做了系统的计算分析以及风洞试验研究。设计制作了1:245的全桥气弹模型,全面检验了矮寨大桥的抗风性能,完全满足抗风设计要求。鉴于山区风环境极其复杂,在桥址处建立了一种远程控制的新型的悬索吊挂式风环境观测系统,并已投入使用。长期观测资料将充实和修正现有风环境研究结果。
这么宏伟的工程,这么不可思议的世界奇迹,背后的凄惨却是常人想象不到的。常年干工程的人都知道,施工没有安全可言,只要施工就一定会伴随着风险,工地上出人命也是常事,越大的工程伴随的危险也越大,但是矮寨大桥在施工期间,不知牺牲了多少人,在百度上搜索“矮寨大桥”第三栏就是“矮寨大桥死了多少人”小编出于好奇点了进入,但是没有一个人能回答出一个具体的数字,有的说死了N个,又有的说是谣言根本没死人,居然还有人说施工地边上常常备着棺材。
施工时究竟有没有伤亡,我们不得而知,也无从证明,但是在这么险峻的地段施工,出现意外也是在所难免的。
然而这个地段,却是牺牲过上百名英烈!
矮寨位于湖南湘西土家族苗族自治州首府吉首市西15公里,矮寨不奇却拥有多个世界第一,矮寨大桥,最危险的国道矮寨盘山公路。
“矮寨的盘山公路湖南西部连接重庆的国道,尽管道路是盘旋在悬崖绝壁而上,但车流量很大,路面损坏,并经常发生堵车。这段公路长约六公里,却修筑于水平距离不足100米,垂直高度440米,坡度为70-90度的大小斜面上。史料记载,修筑这段仅六公里的公路,当年2000多人次民工栉风沐雨整整奋战了七个月。其中死亡200多人,小伤小残的不计数。为了追怀死难者的功绩,当时曾在路中天桥附近竖立一尊'开路先锋'的铜像以志纪念。后来铜像毁于战乱。1987年湖南省政府拨款,按原型重塑铜像,移置在矮寨天桥上方山崖上。 ”
曾经死伤无数,如今成为奇观,网友都惊叹了,不枉走一遭
吉茶高速公路是国家规划的八条西部公路大通道之一——长沙至重庆高速公路中的一段,是湘西北的重要出口。作为该线建设的重要组成部分,矮寨大桥的作用真可谓是“天堑变通途”。矮寨大桥的建设,将极大地改善湘渝两省市的交通现状,对两省市乃至中西部的对接具有极其重要的意义。
作为吉茶高速公路关键控制性工程,该桥的历史意义和现实意义也非常重大。大桥建成后,矮寨公路堵车的现状将成为历史,而长沙到重庆、成都之间,再也不需要经历这惊心动魄 矮寨特大悬索桥的“公路奇观”了。