荣获37项国家发明专利!世界最大跨径拱桥平南三桥建成通车
今天(12月28日),世界最大跨径拱桥——平南三桥——正式建成通车。平南三桥位于广西壮族自治区贵港市平南县西江大桥上游6千米,是荔浦至玉林高速公路平南北互通连接线上跨越浔江的一座特大桥。大桥全长1035米,其主桥桥面宽36.5米,设双向四车道,另设2条非机动车道、2条人行道。全桥总用钢量15000吨,设计通车时速为60km/h。
中国工程院院士 陈政清:它不仅是在国内领先,在全世界也是领先的。平南三桥可以作为我们国家桥梁技术由“并跑”走向“领跑”的一个典型的标志,我们是当之无愧的桥梁强国。
平南三桥项目实现多项首创
平南三桥建设的过程中,不仅在原有的拱桥施工技术上进行创新,更将科技创新、技术装备、信息化成果、标准化管理及先进的工艺工法进行集成式应用,实现了多项关键技术的突破。
首创将“圆形地连墙+卵石层注浆加固”的拱座基础方案成功应用到拱桥施工领域;
首创配备300吨吊装能力的缆索起重机系统,且搭建高达200米的装配式塔架,实现电气化自动控制;
首创应用北斗卫星定位系统、智能张拉等技术,以力主动控制代替刚度被动控制,将200米高度的塔架顶部偏位精确控制在20毫米以内;
首创基于影响矩阵原理的“过程最优,结果可控”扣索一次张拉计算理论,实现大跨径拱桥主拱圈线形控制技术的新突破,使9000吨拱肋合龙精度在3毫米内;
首创采用C70自密实无收缩复合膨胀混凝土,运用真空辅助连续四级泵送工艺,助力钢管混凝土拱桥管内混凝土灌注施工品质迈上新的台阶。
项目在建设过程中共创立20项研究课题,荣获37项国家发明专利以及多项国家级、自治区级荣誉。(总台央视记者 傅琦恩 沈庆 何柏霖 马博彧 覃吹)
(编辑 陈卓然)
厉害!世界第一跨径拱桥,就在广西这个地方……
建于隋朝
年间,距今已有1400多年历史的赵州桥,是当今世界上现存保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥。在漫长的岁月中,虽然经过无数次洪水冲击、风雨侵蚀和8次地震的考验,却安然无恙。中国是桥梁大国,拥有先进的技术和高效的施工。党的十九届五中全会提出“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”。今天21:55,广西卫视《八桂科创》节目带大家了解拱桥这一古老的桥梁结构,在科技创新和自主知识产权的支撑下如何突破极限,不断刷新世界纪录的,它就是即将通车的广西平南三桥,让我们一起走进今天的节目。中国地域广袤,复杂多样的地质条件和地理地貌制约了交流与发展,遇山开路,遇水架桥,新中国成立以来,通过加大基础设施建设,建设道路和桥梁沟通各地往来,加快经济发展。中国成为四通八达,高速快捷的世界第二大经济体,桥梁建设功不可没。现今世界各地的桥梁按结构体系划分,有梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥四种基本体系。而展现在大家面前无数雄伟壮丽的桥梁结构为何不同呢?在什么样的环境下选择建设什么结构的桥梁呢?这里面科学道理还有很多。
选择一个合适的桥梁,主要从三个方面进行考虑。一个是它的跨径,第二个是它的地质条件,第三个当然是成本了。目前世界上最大跨径的梁桥是330米,目前世界上最大跨径的拱桥是552米,这个纪录马上就要被我们的平南三桥刷新了,它在建成后跨径将达到575米,将成为世界上最大跨径的拱桥。如果(跨径)再往上,到800米900米,甚至1000米以上,那么这个范围可能就要优先选择斜拉桥和悬索桥。
传统拱桥受限于材料、工艺,跨径增大十分困难,而大跨钢拱桥因造价高、维护难等问题难以推广。钢管混凝土拱桥具有受力合理、经济性好、耐久性好等优点,是大跨拱桥比较理想的选择。广西平南三桥居于平南县西江大桥上游6公里处,是平南北部互通连接线,跨越浔江的特大桥。该桥为双向六车道,桥宽35米,荷载为公路一级,通航为内河一级航道。依据过去的建设桥梁经验,跨越浔江两岸将近600米的水域建造桥梁一般首选斜拉桥,但是广西大学土木工程学院的郑皆连院士却提出了以钢筋混凝土拱桥代替斜拉桥的设计建造方案。
拱桥甚至有些人把它认为是落后的东西,其实古老它有它的特质,它经过了长期的历史考验,建设费用它最低,它的维护费用最低,它可持续的耐久性是最强的。
拱桥它有几大优点,一个是优良的性价比,也就是说它的造价比较低,刚度大,养护成本低。另外它能够适应各种复杂地形地质条件下的这种施工。
广西平南三桥,是中下承式大跨钢管混凝土拱桥,结构主要由主拱桁、横向连接系、吊索、桥面梁、桥面板、拱座与基础以及辅助装置组成,575米超大跨径钢管混凝土拱桥刷新了世界纪录,建设难度非常大。
钢管混凝土拱桥,南北两岸拱座非常重要,它是承载整体桥梁的基础,西江流域具有深度达20至30米覆盖层,这样的地质条件桩基础无法满足上部结构受力要求,建设者因地制宜,在江北岸,将直径60米的大型地连墙嵌入基岩,同时隔绝地连墙内的卵石层与外面的河水,地连墙完成后,对其范围内的卵石层进行注浆加固,形成一种铁桶式的钢筋混凝土结构。
平南三桥桥位选址刚好在浔江段江面比较窄的地方,我们经过勘察后发现北岸的地质情况比较复杂,上面那一层覆盖以粉质黏土为主,下面一层是卵石层,处理不好会造成施工上的困难,卵石层下面才是基岩,我们的目标是把拱座是建立在基岩上,这样更加稳固些。
我们最后采用的这个把拱座基础放在一个加固后的加固体上,建造成本是比我们(把拱座)直接放在基岩上,要节约我们的施工成本。
随着拱座基础建设,南北两岸建起了高达200多米的吊扣塔,新式索鞍横移、架纠偏、拱顶位移控制技术与装备跟上进度,建设者们有条不紊的将大节段钢管拱桁高精度整体制造出来,分段通过设备吊装对接。两岸同时安装拱桥主拱桁,高精度、高效率对接起来难度很大。
钢管主拱桁是最关键的受力构件,其施工成型也是钢管混凝土拱桥最重要的施工阶段。拱肋是保证大桥承载能力以及安全性的重要基础,平南三桥需要44个钢节段拼装焊接而成主拱肋,总重量达到9600吨,一节钢节段长45米,宽4.8米,高13米,重214吨,要进行拼装焊接,没有强大的生产能力和优质的技术能力无法实现。拱肋的施工关键在于拱圈的安装精度,为实现精确安装,大桥建设者对大桥的缆索吊装系统进行技术改造创新,开发了一套全新的缆索吊装系统,这套系统包括了基于北斗卫星定位的扣搭,塔顶偏位的智能纠偏调整,以及测量机器人等内容,对拱圈的安装过程进行实时跟踪、测量、最大限度地保证了精确度。
平南三桥主拱肋施工的难点主要就是拱圈安装精度的控制,影响拱圈安装精度的因素有很多,主要包括拱肋节段加工制造的误差,安装过程中的温度变形、测量误差、拱角预埋的误差、封拱时机、扣锁力以及扣塔的纵向偏位,这些因素共同影响着拱圈的安装精度。
我们采用了基于北斗卫星定位系统的扣塔塔顶偏位的智能纠偏调载系统,这个系统的使用,确保了扣塔塔顶的偏位控制在两公分以内。
平南三桥管内混凝土灌注很成功,管内混凝土灌注完成后,平南三桥基本实现了所有施工难点的攻克。
科技互动
我们今天通过广西平南三桥的缩尺模型,向大家介绍世界第一跨径拱桥——平南三桥的建设过程。
广西卫视
每周五 21:55
世界第一大桥,以这位村支书的名字命名
来源:【农民日报】
在遵义市团结村
有一条“天渠”——大发渠
而今
在这条将溪水“引进来”的渠边
有一座让大家“走出去”的大桥
这座传承了“大发精神”的特大桥名为
大发渠特大桥
一桥飞架南北
天堑变通途
大发渠特大桥全长1427米
主跨410米、桥宽33米
横跨在峡谷之上
主桥桥面到河面高度约281米
地势险峻
施工技术要求高
施工难度大
是世界上同类型桥梁宽度第一的大桥
整座桥重量超过当前
“世界最大跨径钢管混凝土拱桥”的
大小井大桥
大发渠特大桥与团结村
大发渠特大桥跨观音寺河而过
为上承式钢管混凝土变截面桁架拱桥
南北两岸主桥墩基座分别位于
播州区和汇川区新庄村地界内
按照规划设计
大发渠特大桥的桥型
与“大小井特大桥”相似
虽然都是钢管拱桥
可是大小井特大桥
建在峡谷的平坦开阔之地
而大发渠特大桥建在江水湍急
峡谷陡峭的险要之地
乌江观音寺河仁怀岸的坡度达到70多度
建桥的难度也就可想而知
大发渠特大桥遵义岸便道施工
大发渠特大桥遵义岸拱座塔吊拼装完成
大发渠特大桥墩柱施工中
大发渠特大桥的命名
要从“大发渠”说起
大发渠特大桥工程立项时
叫团结大桥
位于“七一勋章”获得者、时代楷模
黄大发的家乡——团结村半坎组
并与“大发渠”相交
去往工程附近团结村的路
山高沟深、坡陡弯急
起伏的群山就像大海里的波浪
一山连着一山
几乎没有什么可以缓冲的平地
人坐在快速行驶的汽车里
始终处于恍惚的状态之中
仿佛在做攀岩的极限运动
右为大发渠特大桥,左山崖处为“时代楷模”黄大发30年前带领团结村乡亲在绝壁上凿出的近万米的大发渠(2月2日 新华社记者 欧东衢摄,无人机照片)
汽车在夕阳西坠的时候
终于抵达团结村
如果说一路上山高路陡
那只能算是山势险要的前奏
到了大桥桥址两岸
那陡峭的大山更是惊险万分
稍有闪失或大意
就有可能掉进悬崖
坠入滔滔的观音寺河中
大发渠特大桥遵义岸拱座塔吊拼装完成
建设特大桥需要大量用水
而大桥桥址
在一江两岸的山头上
离水源较远
就近从观音寺河垂直取水
一般需要两级泵站才能将水抽到工地
取水实施困难
在一筹莫展之际
引桥工地有一条人工水渠引起了
建设者们的注意
这条水渠叫“大发渠”
是团结村老支书黄大发
当大队长时
带领数百个村民
钢钎凿、风钻敲
前后历经30余年
在峭壁悬崖间凿出的
一条长约10千米的水渠
黄大发在“大发渠”
20世纪90年代之前
村里人到最近的水源地挑水
来回也得走两个小时
争水打架的事情时有发生
连“牛脚窝水”村民都要收集起来
第一遍淘米洗菜
第二遍洗脸洗脚
第三遍喂猪喂牛
多年闭塞的贫困村
后因“大发渠”灌溉而面貌一新
在决定借用大发渠水之前
担心村里人不同意使用渠水
便找黄大发老书记商量
没想到黄大发老书记
没有一丝一毫犹豫
非常爽快地说
“当年我们修水渠
是为了解决老百姓饮水
种地和吃饱肚子的问题
你们现在为我们团结村修路架桥
是为了让我们脱贫致富奔小康
大家的目标都是一致的
都是为了让老百姓过上好日子
你们想用多少水就用多少水”
黄大发协助修缮大发渠
每当工地施工与
当地村民产生利益纠葛时
只要找到黄大发老书记
他都会二话不说
答应帮助做调和工作
只要黄大发老书记出面
无论大事小事都能得到较好地解决
有黄大发老书记的支持
大桥建设工作如鱼得水
少操了不少的心
大发渠特大桥墩柱施工中
1200多名村民的生活
因大发渠水有了保证
大桥工程建设
因大发渠水的浇灌顺利开展
无论是当地村民
还是大桥的建设者
都感恩于大发渠水
感恩黄大发老书记的倾力付出
上级相关部门顺应民意
在大桥建设中期将
立项书上因地名而取的“团结大桥”
更名为“大发渠特大桥”
大发渠特大桥亮化工程设计图
一桥飞跨
铺就乡村振兴之路
曾经由于交通限制
村里的农产品卖不出去
外面的东西也进不来
村里景色虽美却留不住人
大发渠特大桥下的团结村
“我宣布,仁遵高速建成,通车”
2022年12月15日下午
随着“七一勋章”获得者
团结村老支书黄大发宣布通车
贵州省遵义至仁怀的高速公路
正式通车试运营
时代楷模、“七一勋章”获得者、原平正乡团结村党支部书记黄大发宣布通车
大发渠特大桥
是仁怀至遵义高速公路的
控制性工程之一
国家为了推动革命老区的高质量发展
专门在“团结村”开设高速口
仁遵高速建成通车后
下了高速就能到达“大发渠”附近
车辆从大发渠收费站下高速,驶入团结村(2月2日摄,无人机照片)
夜幕下的大发渠特大桥(2月2日摄,无人机照片)
仁遵高速通车后
遵义市到团结村的车程
由2小时缩短到20分钟
沿线群众生产生活便利了
农产品外运更加便捷
这条双向六车道的城乡“大动脉”
有力促进了当地旅游产业
和特色农业发展
为实施乡村振兴战略注入强劲动能
团结村也实现了
村落变景区、房屋变民宿的“山村巨变”
团结村村民在自家经营的烟酒店内摆放货物(2月2日 新华社记者 欧东衢摄)
一大早
村民沈仕珍带着儿子王浪
到自家柚子基地里
开展柚子的管护工作
修枝、施肥
忙得不亦乐乎
王浪说
“高速路通了
大家发展产业的干劲儿更足了”
村民徐开兵是村里
第一个发展柚子产业的人
尝到甜头的他看着家门口这条
“致富路”感觉日子将更有奔头
徐开兵说
“我家的柚子已经进入丰果期
再加上养牛和养蜂
每年收入可以超过10万元”
为推动全村产业发展
团结村根据海拔高度和地形特点划分
将海拔1300米以上的山坡
发展方竹笋和养蜂
海拔800到1300米土地
种植中药材和高粱
海拔800米以下农田
发展精品水稻等产业
以“党支部+合作社+农户”的模式
壮大村级集体经济
曾经的省级深度贫困村
变成如今产业兴旺
乡风文明的小康村
村民在团结村供销社内摆放货物(2月2日 新华社记者 欧东衢摄)
说到现在的变化
村民唐小松笑得合不拢嘴
“以前我们没有水、没有电、没有路
农产品出不去
村民种地需要肥料
就只能步行进城去背
现在好了,不缺水,不缺电
产业也发展起来了”
团结村村民在打扫民宿的卫生(2月2日 新华社记者 欧东衢摄)仁遵高速通车后,大量游客来到团结村观光旅游
团结村党建指导员张羽说
“仁遵高速公路通车后
团结村将迎来新的发展机遇
便捷的交通将会带来
更多的人流、物流、资金流
让更多的游客走进团结村
也将助推当地的特色农产品
走出团结村”
如今
团结村的人均收入
从2012年的3900元
增加至如今的13725元
翻了近四番
一年四季包沙饭
过年才有米汤喝
这曾是平正乡团结村的真实写照
如今的团结村
正借助仁遵高速的通车
驶入乡村振兴快车道
来源:共青团中央微信
监制:梁冰清 编辑:杜娟
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