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天塹變通途

2012-12-29 00:00:00
中國(guó)科技教育 2012年3期


  
  2004年,湖北滬蓉西高速公路正式動(dòng)工。這條路東起湖北宜昌,西到湖北利川的魚泉口,總長(zhǎng)320千米的路段,要橫穿43座高山,跨越338道峽谷,遭遇1 000多個(gè)溶洞,征服上百條暗河。這是1條不在空中就在地下的高速公路,共有46條隧道和370座橋梁,也就是說(shuō)平均不到1千米就要開(kāi)鑿1條隧道或者是架設(shè)1座橋梁,這給設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)了不小的難度。
  幾年前有一首歌——《北京的橋》很流行。歌中唱到:“北京的橋千姿百態(tài)”,但如果到滬蓉西高速公路看一看,就會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)這里才是中國(guó)現(xiàn)代化的橋梁博物館。
  在這條公路上的370座橋梁中,有一座四渡河大橋。它是世界上最高的橋梁,從橋面到谷底,垂直高度足有560米,比排在第二位的法國(guó)米約大橋,高出了2倍還要多!
  560米,相當(dāng)于180層樓的高度,要想修建這么高的橋墩來(lái)支撐橋體,顯然不切實(shí)際。于是設(shè)計(jì)者選擇了跨越能力最強(qiáng)的一種橋型——懸索橋。修建懸索橋,工程人員首先要在空中架設(shè)一個(gè)施工平臺(tái),這就需要把一根先導(dǎo)索從峽谷的一端運(yùn)送到另一端。在江湖海灣,可以用船舶來(lái)運(yùn)送先導(dǎo)索,在開(kāi)闊地帶還可以用直升機(jī)。可四渡河大橋周圍卻是險(xiǎn)峻陡峭的山谷,用機(jī)械架設(shè),不具備放置機(jī)械設(shè)備的場(chǎng)地條件;如果用直升機(jī)或熱氣球拖送,不但沒(méi)有升降平臺(tái),而且峽谷間氣流變化不定,很容易發(fā)生飛行事故。長(zhǎng)長(zhǎng)的先導(dǎo)索怎樣才能跨越深谷抵達(dá)對(duì)岸呢?
  工程人員從軍事雜志里受到了啟發(fā):有一種反坦克導(dǎo)彈,就是后面帶著導(dǎo)線的,射程有3 000?5 000米。工程人員的思路一下子被打開(kāi)了:能不能用火箭把先導(dǎo)索拉過(guò)去呢?長(zhǎng)達(dá)1年多的實(shí)驗(yàn)和研究結(jié)果非常令人滿意,在火箭彈的牽引下,先導(dǎo)索被順利地發(fā)射了出去。2根長(zhǎng)度1 260米的先導(dǎo)索,被從四渡河西岸成功牽引到了東岸。這種方法既很省錢,又安全,還創(chuàng)造了國(guó)家的一級(jí)工法。
  大多數(shù)懸索橋,都采用重力式錨碇,它是用混凝土澆筑成的,混凝土的重量就能夠平衡主纜的拉力。四渡河大橋主纜的西端也采用了這種錨碇。可另一端由于靠近隧道,就必須采用一種施工難度更大的錨碇——隧道錨。
  隧道錨就是順著主纜走向,在巖面上挖掘隧道,然后在隧道內(nèi)澆筑混凝土固定主纜,把巖體作為錨體的一部分共同承受纜繩的拉力。四渡河大橋隧道錨的底部恰恰存在有溶洞,這些溶洞會(huì)不會(huì)影響隧道錨的結(jié)構(gòu)安全?為此,長(zhǎng)江科學(xué)院的專家,在隧道錨附近60米處開(kāi)挖了一個(gè)實(shí)地結(jié)構(gòu)模型,進(jìn)行了拉拔試驗(yàn)。結(jié)果表明,即便是拉到7倍的設(shè)計(jì)荷載,也沒(méi)有任何問(wèn)題,說(shuō)明這個(gè)方案是絕對(duì)保險(xiǎn)的,可以確保橋梁使用的絕對(duì)安全。
  2008年9月11日,四渡河大橋順利合龍。
  四渡河大橋的高度創(chuàng)造了一個(gè)紀(jì)錄,而水南特大橋的特點(diǎn)是橋墩很深。地面上就有100多米高,地下還有100多米深。
  水南特大橋的

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