干海子特大桥,位于海拔2500米的四川雅安
石棉县境内,是
京昆高速公路和
雅安—西昌高速公路的重要控制性工程之一,于2009年6月起开始施工,于2012年4月竣工,全长1811米,桥宽24.55米,共36跨,是世界上首次采用钢管混凝土桁架桥梁和钢管格构桥墩,最长的连续梁为1044.7米,最高桥墩达107米,实现了第一座最长全钢管混凝土
桁架梁桥;第一座最高的钢管混凝土格构桥墩、组合桥墩、混合桥桥墩;同类结构中每联最长的连续结构;第一次全面采用钢纤维钢管混凝土施工等四项世界第一。
简介
干海子特大桥位于
石棉县境内,全长1811米,桥宽24.55米,共36跨,是世界上首次采用钢管混凝土桁架桥梁和钢管格构桥墩,最长的连续梁为1044.7米,最高桥墩达107米,在世界同类型桥梁中排名第一。
工程背景
干海子特大桥穿越海拔2500多米的托乌山脉9级地震烈度带以及多个溶洞群和煤层采空区,地质条件之复杂、工程之艰巨,为中国国山区桥梁建设所罕见。
工程建设
施工
干海子特大桥工程于2009年6月起开始施工,因一年四季均有恶劣天气,如春天风速达到七至八级、夏秋阴雨大雾、冬天冰雪封山,整体施工难度较大,为了保证施工顺利完成,
中铁二十三局三公司最终组成800名施工队伍不间断24小时施工,先后攻克了“钢格构桥墩吊装对位”、“巨型钢桁梁曲线顶推焊接”等多项世界级技术难题。
竣工
2012年4月23日,干海子特大桥正式完工,也标志着
雅安—西昌高速公路全线所有地面土建工程至此全部结束,只剩部分调试和局部安装以及7大服务区的相继完善。作为雅西高速上最引人关注的几大重难点控制性工程之一,除了其“巨无霸过山车”式的外形让人极为震撼以外,不少内在的创新型修建技术,也让其在全世界范围内的公路桥梁中占得一席地位,它的正式竣工,意味着为28日雅西高速的全线通车再破一关,被交通运输部列为“中国西部山区桥梁建设的科技典型示范项目”,标志着中国艰险山区高速公路桥梁建设的科研与施工取得重大突破。
安全设计
干海子特大桥有着通透设计减少空气阻力,从空中俯视干海子特大桥,大桥呈“S”状,不同于常见高速公路上钢筋混凝土结构的护栏,大桥上的护栏均为钢结构,因为钢结构的自重较轻,而且强度够大。
此外,大桥护栏的样式类似于家中“拉式防盗门”,护栏由1米多高的竖直钢结构和横向钢梁组成,高度比普通护栏增高30多厘米,抵抗车辆撞击的能力也高于普通钢筋混凝土护栏,其“十字形”的交叉缝隙,使得大桥护栏通透,可以有效降低
高架桥上风的阻力,进一步增强安全性。
大桥之最
四项世界第一
参考资料:
螺旋形桥隧
干海子特大桥和铁寨子螺旋隧道一起组成了双螺旋大桥,分别位于石棉镇和栗子坪段,这两段桥梁需要在12千米的范围内实现800余米的爬升高度,其中干海子特大桥为
亚洲首座双螺旋隧道式公路桥,其蜿蜒盘旋的桥身如同巨龙穿越云端与峻岭险峰完美融合。
技术特点
全钢管混凝土结构
该桥主要受力构件主要采用钢管混凝土或钢管,其主梁上、下弦均采用钢管混凝土、腹杆采用钢管、桥墩采用钢管混凝土,斜腹杆、平行腹杆及横撑采用空钢管。
增加刚度的措施
干海子特大桥以第二联为例,联长1045.1米,第二联以15~26号墩与梁固接,以11~14号、27~30号桥墩有条件地释放纵向自由度;纵桥向1:50放坡,最高墩底纵桥向宽度达7.8米,横桥向为整体式,宽达13米,设置水平横撑;凡是桥墩高度大于60米,在桥墩底部30米高度范围内纵桥向设置腹板,横向增设“K”撑。
钢管混凝土桥墩
干海子特大桥根据桥墩高度不同,采用了钢管混凝土格构桥墩和混合桥墩,与传统混凝土桥墩相比较,钢管混凝土格构柱桥墩具有施工技术成熟、施工简单、结构尺寸小且美观、抗风性好等优点。钢管混凝土格构柱整体承载力分横桥向和纵桥向,对于高桥墩采用钢管混凝土柱肢+混凝土腹板形成组合桥墩,并于格构式桥墩混合,简称“混合式桥墩”,在工程上是首次应用。
曲线主梁拖拉就位
干海子特大桥以15号桥墩为拖拉就位的合龙点,
雅安市侧在桥台处设计地面土胎主梁组拼接场地、
泸沽镇侧在28号~30号桥墩间设置支架主梁组拼场地;主梁(双幅)组拼合格后,分别从两侧向15号桥墩拖拉就位合龙,实现主梁架设。此外,主梁拖拉的反力装置为串联的桥墩,滑道系统为曲面弧形滑块,最小拖拉单元长度为2×44.5米、最长拖拉单元为6×62.5米,拖拉行走的最小曲线半径为356米、拖拉行走的最大桥墩高度为107米,拖拉行走的最多跨数为14跨。该主梁安装工艺实现了曲线(R=356米)、高墩(最大墩高107米)、多跨(11跨)弯梁的拖拉安装架设技术,为山区复杂地形条件架设主梁探索了适用的技术途径。
技术优点
与传统的桥梁相比,干海子特大桥型减轻了桥梁自身重量的50%以上,抗震性能良好,抗震强度高达9级,并且减少了桥梁桩基的数量近一半,大大节约了资源;同时还最大限度地减少了施工占地,有利于环境的保护。
此外,干海子特大桥广泛采用了钢结构,使得路过的车辆会发出独特的金属声音,两侧的防撞护栏采用的是竖直钢结构与横向钢梁结合,起到了减小风阻、保护车辆的作用。