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造桥师:塔地锚式回转缆悬索桥
发布时间:2025-10-17
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在河南济源与洛阳市新安县交界的群山间,崖壁如削,浊浪奔涌。群山之巅,一座大桥宛如长虹,跨越黄河南北,将天堑变做通途。大桥造型别致,百米高的门式单塔巍然屹立。一根粗壮的主缆从塔顶破壁而出,凌空飞跨510米江面,抵达北岸山崖后,轻盈绕弯,再折返回始发之地。
  这是世界首座独塔地锚回转缆悬索桥——济新黄河大桥。日前,济新黄河大桥实现全桥贯通,通车后,黄河两岸通行时间将从原来的两个半小时缩短至20分钟。
  独塔地锚:找到悬崖架桥“最优解”
  双塔是悬索桥最常用的结构。这种结构可在跨越能力、结构稳定性、建设经济性方面实现最优平衡。
  “但是,双塔结构在济新黄河大桥根本行不通。”中铁四局济新黄河大桥现场负责人帅勇指着地图说,“原因就在这里。”
  济新黄河大桥穿越王屋山、黛眉山世界地质公园,近乎垂直的崖壁如同该地的天然屏障。若在崖壁上建塔,开挖山体将毁掉万年地质痕迹。
  严苛的环保要求不光涉及山间,还要求水下不能有任何变化。大桥跨越的河道属于小浪底水库区。水库年冲淤深度达50米,水位落差同样是50米。“库底淤积像流动的沙丘,桥墩立不住脚,废土废渣更是一块都不能落入河中。”
  为了保护当地生态,大桥设计团队对拱桥、斜拉桥、悬索斜拉协作桥等桥型进行逐个测评。满足应力要求的不符合桥型设计,实现桥型设计的又将增加破土工程……设计团队几乎找遍了全国所有桥型,却仍被复杂的地质条件和生态环保要求困住,无破解之道。
  无奈之下,设计团队将目光投向国外。位于美国旧金山一座名为奥克兰海湾大桥的单塔自锚抗震悬索钢桥引起了设计团队的注意:其单塔结构恰恰符合济新黄河大桥的桥型设计要求。而济新黄河大桥北岸一处靠近崖壁的低矮山体,又给建设混凝土锚桩提供了合适点位,提出破局构想——采用单塔、地锚、主缆回转方式建桥。
  “南岸立塔,北岸不建塔,用锚碇‘拽’住主缆再让它折返。”帅勇解释,“就像一个人,左手拽住南岸,右手拉着绕过北岸的绳索往回拉。”
  2024年,这一颠覆性设计通过严苛的试验。109米高的南岸主塔如定海神针,7.3万立方米的北岸锚碇化身“千斤坠”,以17万吨自重牢牢“钉”入山体。“省去北岸塔基开挖的步骤,不仅保护了地质遗迹,还破解了施工场地狭小的困局。”