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1、一座大桥 四个“世界第一”矮寨特大悬索桥技术工艺揭秘矮寨特大悬索桥，主跨达 1176米，是目前世界跨峡谷跨度最大的钢桁梁悬索桥。李世民、罗小松、李祖伟、韦天喜 4位工人正在330米的高空，调吊鞍垂直度，为轨索移梁做准备。 本报记者 张 谨 向培东 周胜军 岳跃强 实习生 周 丹 徐 佳 摄影报道大桥主跨 1176米，跨峡谷悬索桥，创世界第一首次采用“轨索滑移法”架设钢桁梁，创世界第一首次采用塔、梁完全分离的结构设计方案，创世界第一首次采用岩锚吊索结构，并用碳纤维作为预应力筋材,创世界第一如果由世界上不计其数桥梁组成一本书，那么有关矮寨特大悬索桥的篇章一定会当之无愧地成为万众瞩目的篇章。原交通部
2、总工程师凤懋润曾赞誉：“矮寨特大悬索桥是我国真正具有原创技术的两座大桥之一，其工艺可以推广，特别是对山区大跨性悬索桥，经济实用。”那么，它的原创性在哪里？它又有哪些动人心弦之处？本报记者采访了矮寨特大悬索桥建设指挥部副总工程师张永健，从技术工艺角度为读者解读大桥的建设过程。矮寨特大悬索桥位于湖南省湘西州吉首市矮寨镇，是 8条西部通道之一的长沙至重庆通道，湖南段的吉(首)茶(洞)高速公路中的重点工程，于 2007年 10月开始动工，施工方为湖南路桥建设集团公司。大桥为钢桁加劲梁单跨悬索桥，主跨 1176米，桥面宽度 24.5米，桥面距峡谷底部高度约 330米。五大世界级施工难题在悬索桥建设中，任
3、何一个桥梁建设者碰见以下其中一个难题，都会感到头痛，而矮寨特殊的地形地貌，让大桥的建设者却同时面临五大世界级施工难题：地形险要，桥面到峡谷底高差达 330米，两岸索塔位置距悬崖边缘仅 70-100米；地质复杂，桥位处存在岩堆、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大小小溶洞 18个，其中最大的溶洞体积近万立方米，全部溶洞都需进行混凝土或者碎石回填，以保证结构基础安全；气象多变，峡谷多雾，瞬间最大风速为 31.9米每秒，风速大，对结构抗风要求高；吊装难，主缆及钢桁梁在 300-400米高空架设，单件吊装最大重量达 240吨；运输难，土建工程运量大，仅钢材、水泥、砂石等材
4、料运输总量就达 18万吨，绝大多数材料运输要经过中国公路奇观矮寨公路的 13道锐角急弯。受力过程如同晾衣服据施工方介绍，矮寨特大悬索桥的施工步骤依次为：锚碇施工主塔施工缆索系统安装钢桁梁架设桥面系安装主缆防护与涂装猫道拆除。中间不设桥墩，却要一跨跨越上千米、落差达 300多米的德夯大峡谷，矮寨特大悬索桥靠什么来承重？张永健打了个比喻主体结构受力类似于晾衣绳。矮寨特大悬索桥主要由主塔、主缆、吊索、锚碇和主梁五大结构组成，其中主缆就可以看成是晾衣绳，主塔相当于支撑晾衣绳的支架，晾晒的衣服重量由晾衣绳支撑，在晾衣绳中间产生拉力，为防止晾衣绳垂度过大，必须在两端固定住晾衣绳，而大桥的锚碇就起这个锚固作
5、用，将两根承受巨大拉力的主缆固定，承受主缆传递过来的拉力，并最终将拉力传入两岸的山体。据了解，大桥整个桥面上部结构约重 4万吨，使大桥主缆每根产生约 3万吨左右的拉力，而大桥主缆的安全系数为 2.5，可以保证结构的安全。. .工程师揭秘“四个世界第一”大桥主塔建设中 大桥首次采用“轨索滑移法”架设钢桁梁，创世界第一。“轨索滑移法”架设钢桁梁现场2010 年 4月到 8月期间，钢桁梁拼装班的 30多位工人两班倒，24 小时不停歇作业。2010 年 1月 14日，工人勘探地质情况时，所采集的地心样。与五大世界级难题狭路相逢，湖南交通人没有退缩，他们不但攻坚克难顺利完成任务，还在施工中创下四个世界第
6、一。张永健向记者揭秘了这四个世界第一。主跨 1176米，创跨峡谷悬索桥中世界第一悬索桥，是指以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。矮寨特大悬索桥，横跨德夯大峡谷，主跨达 1176米，是目前世界跨峡谷跨度最大的钢桁梁悬索桥。轨索滑移法桥梁架设的“高速列车”常规的悬索桥，主梁架设往往通过水路运输至桥位，再采用大型设备垂直提升的方式实现“加劲梁”的逐段拼装架设。矮寨特大悬索桥共有 69节钢桁梁，最重一节重达 192吨，由于桥下并无水路可利用，且沟底距离桥面高差达 330米，垂直起吊“加劲梁”的方案难以实施。大桥指建设者创造性地提出了“轨索滑移法”，解决
7、了桥梁架设难题，其基本思路是：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。该法投入使用后，原本需要 1年多时间架设的矮寨特大悬索桥，仅仅花费 3个月时间，就将 69节钢桁梁架设完成，这种速度，称得上桥梁拼装中的“高速列车”。2011 年 5月 18日，国内近 30位顶尖的桥梁专家一致认定，矮寨特大悬索桥采用“轨索滑移法”架设钢桁梁，为悬索桥主梁架设施工提供了一套新的工法，属世界首创。此项创新技术可大幅提高功效，具有良好的推广价值。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，但矮寨特大悬索桥索塔位置距悬崖边缘仅
8、70-100米，下面即是数百米高的谷底，地形比较特殊，大桥设计因地制宜，首次采用塔梁分离式悬索桥结构，该结构最大限度减少了对山体的开挖，缩短了钢桁梁长度，节省了投资，实现了桥梁结构与自然景观的完美融合。首次采用岩锚吊索结构，并用碳纤维作为预应力筋材由于选用了塔梁分离式悬索桥结构，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，且对大桥的钢桁梁受力带来不利影响。为此，另一项世界第一又诞生了首次采用岩锚吊索结构，并用碳纤维作为预应力筋材。大桥在吉首岸设置 1对岩锚吊索，茶洞岸设置 2对岩锚吊索，其作用是作为调节器，让主梁受力更合理。为平衡岩锚吊索拉力，还设计了锚固结构，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，矮寨特大悬索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。. .
