峽谷巨龍越川西——記汶川克枯大橋

作者：本站　來源：轉載　日期：2019-12-12 11:48:43　人氣：5073

金秋十月，四川阿壩藏族羌族自治州色彩斑斕，景色秀美。當你駕車沿都（江堰）汶（川）高速前行，漫山的彩林彰顯著別樣的川西風情，進入汶（川）馬（爾康）高速，映入眼簾的是一座比紅葉還紅艷的大橋，有人形容它就像一位山野中的姑娘，朝著高原，火紅的“裙擺”下搖曳著纖細的腿，蜿蜒從容地行走在崇山峻嶺之間。這就是汶馬高速公路汶川克枯大橋。

汶川克枯大橋全長6.4公里，由四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司（簡稱四川公路設計院）設計，是汶馬高速的重大關鍵節點工程。大橋首創“全橋施工無模板”工藝和工廠化程度超過80%，是全國首座預應力鋼管混凝土桁梁橋，是世界最大規模的鋼管混凝土梁橋工程，也是高烈度地區橋梁抗震的典范，因其獨特結構、多項創新，成為近兩年各大媒體競相報道的“網紅”工程。

首創無模板施工

四川西部山區，地形多為深切峽谷，區域內地震斷裂帶縱橫交錯，震災頻發、震級高，冰雪雨霧極端天氣、大型泥石流、滑坡等氣象和地質災害肆虐，整體生態環境極其敏感脆弱。汶馬高速全線幾乎在深山峽谷里穿行，有的地方甚至很難找到一塊預制構件的完整場地。在這樣的復雜環境下，設計單位進行了非常精細的橋型比選。

四川山區的高速公路，橋連隧、隧連橋，全程幾乎“腳不沾地”，中等跨徑高橋墩橋梁數量非常多，占路線總里程比重極高。采用鋼筋混凝土構件，脆性破壞危害嚴重、結構自重大、地震響應高、結構體系抗震穩定性差。同時，現場預制場地要求高、現場作業環境惡劣且作業量大，很難滿足復雜條件下復合使用性能要求?；炷敛牧嫌昧扛?，也將嚴重影響當地生態，且混凝土梁橋施工模板用量多，模板運輸、堆放、拆卸等環節占地多、周期長，工程質量控制困難。而采用傳統鋼結構梁橋，雖抗震性能好，但鋼材消耗量多、造價高，山區運輸大件困難，沒有大型組拼場地；施工現場安裝大型設備無法進場、構件連接工作量大，質量控制環節多，正交異性橋面板的抗疲勞能力、橋面鋪裝抗耐久性能差，運營成本高。

設計團隊在設計之初，做了常規混凝土T梁橋等多個方案比選，但各方案的材料指標、技術指標和工程造價等均不能完全令人滿意。經過反復論證研究，在以往設計和建設雅西高速干海子大橋經驗的基礎上，結合鋼管混凝土具備自重輕、強度高、無模板、架設方便、施工場地要求低等優勢，決定采用鋼管混凝土材料，設計建造鋼管混凝土桁梁橋，解決了面臨的復雜建設條件系列難題。

汶川克枯大橋外形均為鋼管結構，與一般高速公路大橋相比，橋墩更細、更修長。大橋橋基、橋墩、蓋梁、桁式主梁均是鋼管混凝土，橋面板是帶鋼底板的組合橋面板，最大的特點是“全橋不需要模板”。沒有模板，鋼管就是“模具”。橋墩部分，確定鋼管位置后，再澆筑混凝土，形成橋墩。上部結構部分，根據橋成型后的樣式，分割成若干塊鋼管，由工廠統一定制生產，建設者只需現場組裝，焊接、注入混凝土、安裝即可。

大橋上跨國道317線，在施工全過程中必須確保317線通暢，且下部結構與國道空間位置無沖突。設計單位設計了一種先張法預應力鋼箱混凝土蓋梁，具有尺寸小、工廠化制造、安裝快捷方便、不影響下方國道交通等優勢，與鋼管混凝土墩柱采用管-梁節點連接，共同解決了這一難題。此外，鋼管混凝土桁梁橋節點的疲勞問題，是影響該類橋型壽命的關鍵因素，為確保結構安全，設計團隊開展了一系列鋼管混凝土節點疲勞性能試驗研究，為大橋設計和施工提供了可靠的數據和結論。

創新突破 打造經典工程

“一開始，我看著這座鋼管混凝土組合桁梁橋充滿疑惑，但是后來看了介紹，真的由衷地為這座橋點贊?！?/span>

“汶川克枯大橋的設計理念非常具有創新性，針對地形難度和特點，做出了非常巧妙的構思?！?/span>

近兩年，包括10多位中國工程院院士、全國工程設計大師在內的眾多國內外知名橋梁專家，參觀了該橋的施工現場后，從疑惑到贊嘆。這些權威專家發出了共同的觀感，創新突破是他們的一致評價。

耗材少，污染少。與簡支橋梁比較，鋼管混凝土組合桁梁橋減少混凝土用量約60%；與同等規模常規橋梁相比，汶川克枯大橋混凝土用量減少40%，鋼材用量減少30%，原材料生產及現場污染排放物減少30%，實現了資源節約和環保。

工廠化、集約化。該橋鋼結構全部在成都附近工廠內加工制造組拼，運輸至工地再重新組拼成安裝整節段，施工現場組裝后，在半成品車間焊接、涂裝成整體，再運到橋址進行安裝，工廠化生產率達到80%，現場工程量僅20%，確保了工程質量；現場工人由需 500人減少到只需 30余人,且可選擇有利天氣安排作業時間，在施工場地受限、晝夜溫差大的進藏高速公路上，尤為實用，也為川藏鐵路建設積累了經驗。

建設工期更短。在現場，焊拼一跨鋼桁梁只需20天，比傳統方法施工周期節省1/3以上。若采取傳統方式，生產同等長度的T形梁需 30天以上。

抗震性能好。整橋采用鋼管混凝土組合，重量僅為混凝土橋梁的50%，同時具有鋼管和混凝土橋梁的優點，實現了 “大震不倒、中震可修、小震不壞”的設計目標，8級地震可行、9級地震可修。

厚積薄發 技術領先

汶川克枯大橋創立了鋼管混凝土桁架梁的科學計算方法，開發了管板節點、管梁節點、管柱節點等新型節點構造，建立了變剛度支座長聯結構新體系，開發了整跨架設的快速化施工技術與裝備，支撐制定了世界首部鋼管混凝土梁橋和焊接節點疲勞技術規范，為類似川藏公路建設條件的工程探索了新的技術路徑。無模板的施工工藝引領農民工向產業工人成長，助推交通土建工程向工業化轉型升級。橋梁建成后設計團隊舉辦了兩次國際學術報告會，進一步提升了該橋的國際影響力。

幾十年來，設計院持續進行鋼管混凝土橋梁的研究和實踐，第一座鋼管混凝土拱橋、梁橋等都出自該設計院。在建成世界最大跨鋼筋混凝土拱橋——萬縣長江公路大橋后，又開發了基于超高強（達到c120）的鋼管混凝土強勁骨架成拱法，建造了近10座鋼筋混凝土拱橋。

創新無止境，用技術“革命”推動行業進步，服務時代發展，始終是這個設計團隊不改的初心。

汶川克枯大橋的成功，再一次有力證明了業界的共識：鋼管混凝土橋梁，世界看中國，中國看四川。

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