“川藏第一桥”如何在高地震烈度区和“12级大风”中屹立？

 (沿着高速看中国)“川藏第一桥”如何在高地震烈度区和“12级大风”中屹立?

 中新网四川甘孜6月14日电 (记者 王鹏)奔流于横断山脉间的大渡河,在四川省雅安市天全县与甘孜州泸定县之间切割出绝壁大峡谷,历来是川藏公路上的交通天堑。如今在泸定县境内,雅康高速泸定大渡河大桥横跨大渡河峡谷,缩短了甘孜涉藏地区和成都间的时空距离。

 这座被誉为“川藏第一桥”的千米级悬索桥,于2018年底建成通车,全长1411米,主桥长1100米,是目前中国涉藏地区规模最大的桥梁。为了让大桥屹立于高地震烈度区和大渡河峡谷的复杂风场中,中国的建设者们克服了哪些世界级难题?

 “大桥规划时,我们在大渡河上下游选了十几个桥位,既要避开活动断裂带,又要兼顾成本,最终决定在这里修建一座千米级的悬索桥。”四川省公路规划勘察设计研究院高级工程师陶齐宇是泸定大渡河大桥的设计负责人,他告诉记者,大桥处于龙门山断裂带和鲜水河断裂带形成的“Y字型断裂带”交汇处,抗震要求极高,世所罕见。

 “混凝土桥塔如何抗震,是我们设计中的最大难题之一。”陶齐宇说,与钢制桥塔相比,泸定大渡河大桥采用的混凝土桥塔抗震能力弱,经过多次科研攻关,设计团队最终在桥塔上巧妙设计了波形钢腹板组合横梁,既减轻了重量,也增强了抗震性能,从而攻克了高烈度地震区混凝土桥塔设计的世界级技术难题,也使大桥成为中国千米级悬索桥中抗震性最强的桥梁。

 泸定大渡河大桥的另一大设计建设难度,来自当地复杂的风场环境。陶齐宇表示,大渡河峡谷有典型的峡谷风场,与沿海地区平吹的风不同,其风场紊乱,瞬间风速能达到32.6米/秒,相当于12级大风。风从桥下往上斜着吹,风攻角很大,且不像海边的季风,这里一年四季都有大风。

 “为了解决这个难题,我们比照周围18平方公里的区域做成1:2000的缩尺地形模型,搬进风洞实验室,来寻求准确的设计风速,准确掌握风环境。”陶齐宇说,最终大桥采用上下稳定板来保证抗风性能,在常规风攻角作用下,大于90米/秒的风速才可能引起泸定大渡河大桥的颤振。

 而在结构措施方面,不同于一般悬索桥,泸定大渡河大桥首次采用了铰接式耗能型中央扣,限制主梁和主缆纵向错位,提高结构的扭转刚度,从而提高桥梁抗颤振性能,达到抗风目的。“防屈曲支撑的中央扣,又能在强烈地震中首先‘屈服’,杆件退出工作,减少反作用力,从而保护主梁不被破坏。”陶齐宇自豪地说。

 中国建设者们的匠心也得到了世界的认可。在2019年第36届国际桥梁大会上,泸定大渡河大桥荣获被誉为桥梁界“诺贝尔奖”的“古斯塔夫·林登少”金奖。“得到世界级的奖项自然很骄傲,其实设计这座大桥时我们压力很大,因为‘朱玉在前’。”陶齐宇说。

 在泸定大渡河大桥下游5公里处,便是修建于清朝康熙年间、因红军飞渡而闻名于世的泸定桥,那是横跨大渡河的第一座桥梁。而在泸定县城西部,还有一座能通汽车的钢索吊桥,那是新中国成立初期,为贯通康藏公路(后改名川藏公路)而修建。

 “这两座老桥,都代表着当时中国桥梁建造的最高水准,我们后来者更要努力。”陶齐宇说,如今泸定大渡河大桥作为青藏高原规模最大的桥梁,对未来该区域的大跨径悬索桥建设具有极大的借鉴意义。(完)