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設計師解密“世界最大自錨式懸索橋”鵝公巖軌道大橋
2020-01-06 來源:重慶發布 

  這兩年,鵝公巖軌道大橋不斷出現在各種短視頻和攝影作品中,堪稱新的“網紅”橋。但網友們關于鵝公巖軌道大橋的疑問也有不少:為什么這個橋只是軌道交通專用橋?為什么修了這么久?兩座橋為什么挨得這么近?

  2019年12月30日,重慶鵝公巖軌道大橋正式投用,大橋連通了重慶軌道環線海峽路站和謝家灣站。此刻,鵝公巖軌道大橋的身份和地位也更明晰:它是目前世界上主跨跨度最大的自錨式懸索橋。

  對于網友們的疑問,重慶發布特別邀請兩位大橋設計師解密背后的故事。

  兩座橋為何這么有“CP感”?

  鵝公巖軌道大橋是重慶軌道交通環線專用橋,全長約1650米,其主橋是五跨連續鋼箱梁雙塔雙索面自錨式懸索橋,600米的主跨長度是世界自錨式懸索橋之最。和既有的鵝公巖大橋相鄰,兩橋僅間距45米,橋型和橋塔高度也完全一致,遠遠望去,十分“般配”。

  但不料正是這兩橋的“CP感”,給設計師和建造師們在橋梁前期設計和后期施工帶來了極大的挑戰。

  “鵝公巖軌道大橋需要建造和鵝公巖大橋一致的懸索橋,這樣才能與周邊環境及城市天際線相協調。”林同棪國際工程咨詢(中國)有限公司副總裁、鵝公巖軌道大橋設計師陳曉虎說。

  懸索橋的主纜需要錨固在大地上或山體里,比如鵝公巖大橋,就錨固在南岸區的山體里。但鵝公巖軌道大橋如果也在一旁錨固,大體積的開挖將會影響鵝公巖大橋錨固山體的穩定性,一旦發生山體失穩,將嚴重影響大橋的安全。

  最終,設計師們巧妙選擇自錨式懸索橋這種橋型,將主纜錨固定到自身橋面上,這樣就不用開挖山體而影響鵝公巖大橋的安全。這也正是“自錨”的含義所在。

  

  世界最大跨徑的自錨式懸索橋

  解決了錨固問題,新的問題又出現了。自錨式懸索橋是把主纜錨固到橋面的,世界上之前建成的這類橋梁都要先搭好橋面,才能錨固主纜。但鵝公巖軌道大橋位于長江的繁忙航道上,為保障通航安全,避免船舶航行撞上施工支架,搭橋面就不能采用通常的方法。

  “研究確定方案都花了近兩年時間,其中為了研究橋面搭建方法,比較了諸如支架法成梁、頂推法成梁等,都因為長江主航道沒有條件搭設支架而無法實施。”林同棪國際工程咨詢(中國)有限公司軌道橋梁經理、鵝公巖軌道大橋設計師漆勇說。

  經過多方考量,設計師們提出了一種全新的思路:用“先斜拉,后懸索”的體系轉換工藝。先用斜拉橋的原理將橋面架設好,再通過體系轉換,將橋面的吊掛系統轉移到懸索體系上。這是世界范圍內在大跨度懸索橋上的首次運用。

  “這是一種全新的工藝,對設計和施工也是新的挑戰。因為斜拉法要求橋塔較高,我們在永久的混凝土橋塔頂部設計了兩座42米高的臨時鋼塔,用總共64對斜拉索完成了橋面搭建。最后,我們用了近4個月的時間完成‘斜拉轉換懸索’這一步。現在看來,這個世界建橋史上的首次應用圓滿達到了預期效果。” 漆勇說。

  而鵝公巖軌道大橋,也成了世界最大跨徑的自錨式懸索橋。

  

  為什么不修成公軌兩用橋?

  鵝公巖軌道大橋在確定要建軌道專用橋之后,引起網友熱議,為什么不修成公軌兩用橋呢?

  其實,由于鵝公巖大橋兩側建筑、立交、道路接線等眾多限制條件,強行修建公軌兩用橋會引發諸多矛盾。并且,受四橫線陳家坪到四公里沿線通行能力限制,鵝公巖軌道大橋如引入市政道路功能,并不能有效改善沿線道路的交通現狀。

  “緩解鵝公巖大橋周邊交通狀況的辦法應該是從路網的角度優化交通流量的分配。目前,可有效改善鵝公巖大橋沿線交通的四橫線分流道方案已在研究中,這將是比在這里修建公軌兩用橋更有效的工程方案。”漆勇說。

  這是怎樣的智慧橋梁?

  據了解,在鵝公巖軌道大橋設計和建造過程中,林同棪國際橋梁健康監測團隊還采用了智能化的監測設備,為大橋專屬設計并安裝了長期健康監測系統,可以實時發現問題和風險,實現橋梁運維智慧化,有效保障橋梁全壽命周期安全。

  “這套智能化監測系統是我們經過多年技術積累逐步開發完善的,在橋面、橋塔、主纜、吊桿上都設置了傳感器。”陳曉虎介紹。

  今后,通過這上千套傳感設備,鵝公巖軌道大橋的變形、應力、振動和橋梁所處環境的溫度、濕度、風力等,工作人員可以在后端平臺上實時觀測,并通過智能分析時刻掌握橋梁的健康狀態。

  據悉,目前重慶已經有部分大橋安裝了類似系統,未來有望結合5G、物聯網等技術,實現橋梁狀態監測云平臺管理。這樣可以進一步提升橋梁的管養效率,節約運維成本。



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