長虹作證
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長虹作證

——鐵一院橋梁專業五十九載歷程回眸

八渡南盤江特大橋

橋梁是道路的咽喉,是人類克服自然障礙和人工設施,跨越江河湖海、鴻溝天塹以及道路立交時的人工建筑物。橋梁的建造技術伴隨著經濟發展帶來的交通需要和經濟與科技的進步而發展,它從一個側面反映一個國家生產、經濟與科學技術的發展水平。

五十九年寒來暑往,我院幾代橋梁精英,攻堅克難,拼搏奉獻,在中華大地上描繪出一道道彩虹,鑄起了一座座豐碑。建院以來,橋梁專業先后完成了數十條鐵路干線和部分高等級公路以及十余座城市大型互通式立交工程和若干大城市部分軌道交通項目的橋梁工程勘察設計、設計咨詢、工程總承包業務。據不完全統計,僅鐵路項目,已在70多條鐵路線上設計建成了橋梁9000多座,累計長度達1000多公里;涵洞35000多座,累計長度700多公里。

輝煌的歷程

改革開放三十多年來,我院橋梁人銳意進取,勇于創新。立足鐵路行業,躋身公路、市政領域,開拓城市軌道交通市場。從東海之濱到西部邊陲,從錦繡江南到雪域高原。長虹臥波,天塹化坦途,凝聚著一院橋梁人的睿智和汗水;凌空飛架、阡陌變大道,記錄了我院橋梁人與時俱進、勇攀高峰的卓越成就。

三十多年來,先后有七十余項橋梁工程獲得省、部級以上科技進步獎或優秀工程設計獎。其中:有一橋飛架長江天塹的重慶萬州長江二橋和 高墩V撐世界第一橋”——南昆鐵路八渡南盤江特大橋;有黃河上游高烈度地震區第一座斜拉橋——蘭州銀灘黃河大橋和首創采用移動支架造橋機在曲線上建造大跨連續箱梁的蘭武二線河口黃河橋以及萬里黃河上各具特色的十幾座黃河大橋;有入選中國改革開放20年輝煌成就代表建筑的上海龍陽路楊高路立交工程和橋梁建筑面積達12萬平方米、工程規模居亞洲第一的上海滬青平立交樞紐;有被譽為中國橋梁博物館的長江三峽工程對外交通專用公路橋梁群和榮膺世界高原鐵路之最的青藏鐵路橋梁工程等等。

  橋梁專業以驕人的業績,為我院贏得了榮譽和市場份額,被譽為鐵一院的品牌專業拳頭產品

除了塑造一個又一個優秀的橋梁精品工程外,橋梁專業還為我院開拓公路、市政和軌道交通市場發揮了先鋒作用。在上海、南京、廈門、廣東、昆明、株洲等地,我們以橋梁工程設計和相關服務樹立形象,開疆拓野,進而拓展相關業務,逐步擴大市場份額。

青藏線清水河特大橋

艱辛的足跡

新中國建國初期,國家經濟基礎薄弱,鐵路建設技術標準較低,橋梁一般采用中小跨度的簡支梁,跨越能力受限。在西北地區,遇到深溝高橋,一般采用高墩通過。因此,改革開放前的三十年里,我院橋梁專業的技術發展,主要集中在高橋墩的設計方面。包括鋼塔架墩、鋼筋混凝土管塔架墩、工字形實體高墩、鋼筋混凝土薄壁圓形空心高墩、預應力拼裝鋼筋混凝土薄壁矩形空心高墩和滑模施工的厚壁矩形空心高墩等特殊墩形。其中:1960年建成的鏡鐵山支線北大河1號橋的工字形實體高墩,高69米;1984年建成的罕東線白水河1號橋的厚壁空心高墩,高75米。曾分別創造并保持了六十年代和八十年代全路高墩記錄。

始于上世紀80年代以來的改革開放,極大地解放和發展了社會生產力,有力地促進了國民經濟的高速發展,大大地推動了橋梁建設的技術進步。隨著綜合國力的增強和橋梁設計手段的發展,橋梁的結構形式突破了中小跨度簡支梁的局限,發生了翻天覆地的變化。從大跨度連續梁,到連續剛構和鋼管混凝土拱橋,從斜拉橋、懸索橋到各種橋型的組合結構,琳瑯滿目,異彩紛呈。不斷刷新的各種橋型和跨度的記錄,成為我院橋梁專業技術進步的一座座里程碑。同時,也從一定程度上展示了我院橋梁設計者的創造能力和技術水平。

1、連續梁設計。上世紀70年代,我院主持預應力混凝土連續梁橋在鐵路工程中的推廣應用研究,結合西延線狄家河橋設計了頂推法施工的4×40米預應力混凝土連續梁橋。受當時設計手段的限制,連續梁設計過程中大量的結構分析工作只能靠設計者手工完成或借助于手搖計算機處理。橋隧處集中全處精兵強將,歷時兩年多完成的這項研究成果,成為國內第一座采用頂推法施工的預應力混凝土連續梁橋,曾榮獲陜西省科技進步獎、全國科學大會獎和國家優秀設計獎。

30年來,隨著結構分析方法的改進和計算機技術的廣泛應用,我院連續梁橋的設計與時俱進,取得了一系列可喜的成果:相繼建成了株洲湘江特大橋、寧通公路廖家溝特大橋和芒稻河大橋、侯月線海子溝大橋、寶中線中衛黃河橋、神朔線黃河特大橋、南昆線八渡南盤江特大橋。這些設計分別獲得過鐵道部優秀設計獎、陜西省優秀設計獎等獎項。其中,南昆線八渡南盤江特大橋主跨為54+2×90+54米預應力混凝土V形支撐連續梁橋,以在79米的高墩上建造V形支撐大跨度連續梁成為南昆線頭號上水平工程,享有神州第一橋高墩V撐世界第一橋等盛譽,與南昆線一起獲鐵道部和國家科技進步獎。

2000年建成的包蘭線三道坎黃河特大橋,主跨為64+104+64米預應力混凝土雙線連續梁橋,時為跨度最大的鐵路預應力混凝土雙線連續梁;2005年建成的蘭武二線河口南黃河特大橋,主跨為37.2+4×56+37.2米預應力混凝土連續彎梁,采用造橋機預制節段拼裝施工,該橋是國內小半徑曲線(R=600米)上,跨度最大、聯長最長的曲線連續梁橋,且為國內首次采用移動支架造橋機建造中等跨度小半徑連續彎梁結構,獲中鐵建優秀設計獎;2005年建成的呼準線托克托準格爾黃河特大橋,主跨為48+10×80+48米預應力混凝土連續梁橋,獲鐵道部優秀設計獎;2007年建成的襄渝線老河口漢江特大橋,主跨為68+2×112+68米預應力混凝土連續梁橋,刷新了鐵路單線預應力混凝土連續梁最大跨度記錄。

隨著預應力混凝土連續梁橋設計技術的不斷發展,目前,主跨48100米鐵路連續梁橋已形成系列化的標準設計,在各種等級的鐵路上得到廣泛的應用,這些成果里都凝聚了我院幾代人銳意創新的心血和智慧。

2.拱橋設計。上世紀50年代寶成鐵路修建時,正值建國初期,鋼材、水泥緊缺。加之該線在翻越秦嶺的嶺脊地段,潮濕多霧,環境條件不宜采用鋼橋方案。我院在該地段因地制宜地設置了一些石拱橋。石拱橋可較好地適應線路條件并能充分利用當地豐富的石料、石工等自然資源。其中松樹坡橋為238米實腹式石拱橋,位于半徑300米的曲線及27.9‰坡道上,該橋作為50年代跨度最大的石拱橋和因地制宜的經典設計方案收入《中國鐵路橋梁史》重點章目;1956年建成的蘭青線大通河大橋,主跨為3×53米上承式鋼筋混凝土拱橋;1966年建成的劉家峽水庫專用線跨溢洪道大橋,主跨為64米上承式鋼筋混凝土拱橋;1996年建成的三峽工程對外交通專用公路蓮沱、黃柏河和下牢溪三座鋼管混凝土拱橋,大大地提升了我院拱橋的設計水平,其中:蓮沱橋主跨為48.3+114+48.3米中承式鋼管混凝土連續拱橋,采用豎轉施工新工藝,其先進的結構設計和優美的環境相得益彰,為三峽庫區景觀增艷添彩,獲甘肅省優秀設計獎;黃柏河和下牢溪特大橋,主跨為160米上承式鋼管混凝土拱橋,平轉法施工,平轉總重3600噸,其跨度和轉體重量名列當時國內同類結構榜首,轉體球鉸、轉體動力裝置、拱肋等鋼構件表面處理技術等,都是國內首次使用的新工藝;1998年建成的廣西金宜公路龍江和大環江兩座特大橋,主跨為100米上承式鋼筋混凝土箱肋拱橋;2009年建成的紅神線格丑溝特大橋,主跨為136米鋼管混凝土系桿拱橋。

三峽蓮沱大橋

3.連續剛構橋設計。1997年建成的南寧邕江清川特大橋是我院連續剛構橋設計的開山之作,主跨為55+2×90+55米預應力混凝土連續剛構,是廣西境內首座大跨度連續剛構橋,獲中國市政工程金杯獎;2002年建成的杭州湖洲路跨運河橋(登云橋),主跨為40+64+52米預應力混凝土V形剛構,創造性地將鋼管混凝土結構用于V形剛構,既充分地發揮了鋼管混凝土結構的力學特性,又節省投資、方便施工、縮短工期,同時也提升了橋梁的整體景觀效果,獲甘肅省優秀設計獎;2003年建成的廣州琶(黃)州橋,主跨為70+135+160+135+70米預應力混凝土V形剛構,獲中鐵建優秀設計獎;2005年建成的山東東營黃河公路大橋,主跨為116+200+220+200+116米預應力混凝土剛構連續梁橋,是我院設計的同類橋梁的最大跨度,也是山東境內同類橋梁的最大跨度,獲陜西省和中鐵建優秀設計獎。

4.斜拉橋設計。我院的斜拉橋設計始于2001年建成的蘭州銀灘黃河特大橋,主跨為2–133米獨塔雙面扇形索斜拉橋,是黃河上游高烈度地震區首座斜拉橋,獲甘肅省優秀設計獎;2001年建成的福建漳州戰備特大橋,主跨為80.8+132+80.8米部分斜拉橋(亦稱矮塔斜拉橋),是國內第一座部分斜拉橋;2003年建成的蘭州小西湖黃河特大橋,主跨為82+136+82米雙塔單索面部分斜拉橋,時為國內同類橋型中最大跨度,也是高烈度地震區的首座部分斜拉橋,獲甘肅省科技進步獎;2007年建成的山東惠青黃河公路大橋,主跨為133+220+133米雙塔單索面部分斜拉橋,是同期國內最大跨度的部分斜拉橋,獲陜西省和中鐵建優秀設計獎;2008年建成的山東濟陽黃河公路大橋,主跨為107+195+216+195+107米四塔單索面部分斜拉橋,該橋使部分斜拉橋的設計達到了新的高度,對多孔部分斜拉橋的設計具有開拓性的貢獻。

5.懸索橋設計。1984年建成的蘭州蘭化公司黃河管橋是我院設計的第一座懸索橋,主跨為150米懸索橋;1997年建成的蘭州中立黃河橋是黃河中上游最大跨度的懸索橋,主跨為54+180+54米懸索橋; 2004年建成的重慶萬州長江二橋,主跨為580米懸索橋,是我院在長江天塹上設計并建成的第一座橋梁,也是我院設計的最大跨度的橋梁工程,該橋充分展示了我院橋梁設計的實力和水平,大大提升了我院的聲譽和在設計市場角逐中的影響力,榮獲陜西省優秀設計獎和國家優質工程銀獎。

6.互通式立交橋設計。1992年,上海市為了加快基礎設施建設,在改革開放的前沿陣地——浦東,開始修建大型互通式立交橋。經過激烈角逐,我院在強手云集的競標者中一舉奪魁,贏得了龍陽路楊高路立交工程的設計合同,成為我院進軍城市大型互通式立交工程設計領域的奠基之作。萬事開頭難,當時,國內互通式立交工程寥寥無幾,可資借鑒的資料少得可憐。設計團隊成員開動腦筋,集思廣益,群策群力,在短短的三個多月里,手工繪制近200張復雜的結構設計圖。用一院人的勤勉、智慧和奉獻精神,為大上海交上了一份滿意的答卷。該工程以功能齊全,線型流暢,結構合理,造價經濟,景觀優美,節省用地等特點,分別榮獲鐵道部優秀設計獎、上海市市政工程金獎、上海市白玉蘭優質工程獎及優質樣板工程稱號,并成為中國改革開放20年輝煌成就代表建筑。

龍陽路楊高路立交工程不僅填補了我院在互通式立交工程設計方面的空白,也為我院占領上海地區設計市場發揮了關鍵作用。此后,我院在上海市市政工程建設中大展身手,建樹多多:1994年建成的上海市浦東新區金橋立交工程,橋梁建筑面積26402平方米,獲上海市白玉蘭優質工程獎和甘肅省優秀設計獎;2000年建成的上海市外環線滬太路立交工程,橋梁建筑面積53900平方米,被評為上海市外環線示范工程;2002年建成的上海市外環線龍東大道立交工程,橋梁建筑面積60700平方米;而2001年建成的上海市外環線滬青平立交工程,橋梁建筑面積達121500平方米 ,工程規模居亞洲第一,榮獲甘肅省優秀設計獎并獲上海市和交通部的嘉獎。

與此同時,我院在福建、浙江、湖南、甘肅、陜西、新疆等地,也分別營造了一些大型互通式立交工程的佳作:廈門石鼓山立交工程、廈漳高速公路長州互通式立交工程、杭州上石互通式立交工程、株洲東湖立交工程、蘭州小西湖西津東路互通式立交工程、西安市咸寧路立交工程和烏魯木齊蜘蛛山立交工程等等。

7.以橋代路設計。我國人口眾多,土地資源非常珍貴,保護耕地和節約用地是我國的基本國策。建造橋梁和修筑路基相比,能少占良田,節約土地資源,保護自然環境,避免路基對沿線交通和生態阻隔的不利影響。1985年建成的新荷線跨京廣鐵路立交特大橋是貫徹保護耕地和節約用地基本國策的杰作,在當時國家經濟實力仍較薄弱的條件下,以8米跨度的混凝土梁為主修建了3公里多的長橋,采用小跨度梁、柱式墩、強夯法加固地基等措施實現了減少橋梁結構工程量、降低造價又少占良田的最優化設計理念。該橋榮獲鐵道部優秀設計獎、鐵道部優質工程獎和國家級優質工程獎等殊榮。

在舉世矚目的青藏鐵路建設中,以橋代路作為設置野生動物遷徙通道和解決不穩定凍土地段鐵路修筑難題的重要措施得到了廣泛應用,為青藏鐵路的成功修建和安全運營以及青藏高原的生態環境保護發揮了極其重要的作用。青藏線全線400多座橋梁,有70%設置在可可西里國家級自然保護區,其中長度800米以上的以橋代路特大橋有5座、累計長度23170米。全線最長的以橋代路工程——全長11703.62米的清水河特大橋是青藏鐵路的經典工程,榮獲鐵道部優秀設計獎和中鐵建優秀設計獎,與青藏鐵路同獲國家最高獎——國家科技進步特等獎。

十一五期間大規模興建的高等級鐵路,我院設計的以橋帶路工程更是比比皆是:在已經建成運營的鄭西客運專線(陜西段)鐵路上,橋梁比例為58%、在建的哈大和西寶客運專線鐵路,橋梁比例分別高達78.04%86.2%。以橋帶路工程在少占耕地,節約土地資源,保護自然環境等方面居功至偉、無與倫比。

蘭州小西湖矮塔斜拉橋

8.客專橋梁設計。十一五期間大規模興建的以客運專線鐵路為主的高等級鐵路,為橋梁專業帶來了新的挑戰和機遇。一方面,客運專線鐵路技術標準高,選線時自由度相對較小,在跨越河流等天然障礙和道路立交等人工構筑物時選擇余地有限,往往需要通過加大橋梁的跨度來實現跨越要求,由此促進了大跨度橋梁和組合結構橋梁的發展。另一方面,客運專線對軌道平順性的苛刻要求,推動了橋上軌道結構、車橋耦合動力效應、長聯連續梁橋、大跨及組合結構等特殊結構橋梁、高架車站橋和道岔區橋梁、橋墩結構及造型、橋涵基礎工后沉降控制等橋梁新技術的研究和應用。我院橋梁專業與時俱進,積極開展相關的研究和大膽的實踐,取得了豐碩的成果。

1)鄭西客運專線渭南渭河特大橋全長79.732公里,號稱世界第一鐵路長橋,新渭南車站位于橋上。

該橋是國內外首座橋上設置時速350公里通過式車站的橋梁;其多聯大跨度連續梁上鋪設無縫線路,具備世界領先水平;且該橋(48+4×80+48)米連續梁是高烈度地震區上部結構質量最大的圬工鐵路橋梁;另外,該橋也是高速鐵路橋梁樁基礎設計中首次采用后壓漿工藝的橋梁。榮獲鐵道部優秀設計獎。

2)哈大客運專線新開河特大橋,主跨采用138米大跨度鋼箱雙層疊拱橋,該橋型是首次在鐵路橋梁中應用。采用雙層疊拱肋可大大增加拱肋剛度,明顯減少活載作用下的梁體撓度,提高橋上軌道平順度、同時改善橋梁的總體景觀效果。

3)大西客運專線晉陜黃河特大橋主跨采用15-2x108米)單T剛構加勁鋼桁梁組合結構,是這種新型橋梁形式在鐵路工程中首次應用。梁桁組合結構能有效減輕結構自重,提高結構整體剛度,減小梁端轉角和混凝土梁橋后期徐變變形,在高等級鐵路要求提高橋梁跨越能力且結構高度受限的環境中有較為明顯的優勢。

4)蘭新第二雙線西寧跨蘭西高速公路特大橋,主橋采用(80+168+80)米連續梁鋼桁組合結構,是該線單跨跨度最大的橋梁,也是通過采用加勁組合結構提高連續梁跨越能力的創新設計。

9.科研。十一五期間,為適應橋梁新技術、新材料和新工藝的快速發展,開展了一系列結合工程應用的科研項目:在鄭西客運專線設計中,開展了高烈度地震區大跨長聯連續梁的研究、高架車站橋梁結構研究、預應力混凝土連續槽形梁和節段預制拼接梁的應用研究、黃土地區樁基礎的沉降分析研究和濕陷性黃土地區樁基礎主要參數的試驗研究以及樁基礎后壓漿技術的應用研究,并開展了RPC混凝土在橋梁構件中的推廣應用、高聚物改性瀝青混凝土卷材及配套新產品在橋面防水層設計中的應用等新材料的應用研究;在哈大客運專線上,開展了客運專線大跨度雙層鋼箱疊拱的關鍵技術研究和空間異形箱梁結構的應用研究,并在新開河特大橋上設計了138米大跨度鋼箱疊拱結構;結合包西線的設計,開展了道岔區連續梁、鋼管拱與梁組合體系的應用、大跨T構橋和小跨剛構--連續梁的應用研究以及門式橋墩、菱形頂帽等特殊橋墩的研究和設計;在黃韓侯鐵路設計中,研究和推動了干接縫梁設計施工技術在鐵路工程中的應用,并通過柱板式橋墩的應用研究,促進了柱板式橋墩的技術發展,在橋高129米(主墩高105米)的縱目溝特大橋上采用新型柱板式空心墩,為國內首創,解決了大跨高橋的抗震設計難題;在精伊霍線上設計的克其克蘇布臺特大橋是高風壓和高烈度地震區,高墩、大跨、深基礎橋梁的代表作。

上海龍陽路立交

宏偉藍圖

未來五年,橋梁專業將結合我院技術創新和生產經營實際,以承擔項目為依托,以掌握核心技術為目標,把原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新結合起來,全面增強橋梁專業的自主創新能力,力求在干旱風沙地區客運專線橋梁修建技術,復雜山區橋梁修建技術,大跨高墩橋梁修建技術和橋梁減隔震技術研究、新型組合橋梁結構等方面有所突破。

1.干旱風沙地區客運專線橋梁修建技術

針對我院承擔的蘭新第二雙線沿線氣候、地理環境及工程地質特性和面臨高寒、戈壁、大風等技術難題,開展《大風區高標準鐵路防風橋梁技術研究》和《干旱風沙地區大跨度連續梁桁組合結構設計技術研究》等專題科研。全面掌握干旱風沙地區客運專線工程建設技術,形成在大風區、嚴寒地區修建客運專線的專有技術,并達到國內外一流水平。

2.復雜山區客運專線橋梁修建技術

結合我院承擔的寶蘭客運專線、西成客運專線等所處地理環境及工程地質特點和橋隧比例高,長大密集隧道群多的特點,開展《客運專線隧道間橋式及施工方案研究》和《高烈度地震區客運專線大跨橋梁抗震設計及減隔震技術研究》等專題研究,保證設計合理,運營安全。全面掌握復雜山區客運專線橋梁工程建設技術。

3.特殊復雜地形、地質條件下橋梁修建技術

及時追蹤了解掌握國內外標志性特大橋梁的新技術、新工藝的開發和應用,結合我院所處區域,以承擔的黃韓侯鐵路、包西鐵路增建二線和黔張常鐵路項目為依托,在新型橋梁結構,特別是高墩結構形式和橋梁抗震、減隔震技術方面尋求突破和發展,注重對《鐵路節段預制膠接拼裝箱梁成套技術研究》和《新型柱板式空心高墩關鍵技術研究》等研究成果的吸收、掌握和推廣應用。進一步鞏固我院在節段預制拼裝、高墩和橋梁抗震領域的技術優勢。

凌云壯志

崢嶸歲月,深情回眸;風雨兼程,長虹作證。我院幾代橋梁精英留下的一道道彩虹、一座座豐碑,既溝通了國民經濟命脈、滿足現代交通需求,又為山水添色、大地增輝。

它們記錄了我院橋梁專業勘測設計手段和科學技術水平的進步與發展,展示了新中國鐵路建設和交通事業突飛猛進的輝煌成就,反映了區域經濟快速發展的步伐和祖國日新月異的現代化進程,見證了國民經濟的高速增長和綜合國力的發達與強盛。

乘風破浪會有時,直掛云帆濟滄海。展望未來,任重道遠。我院新一代橋梁設計者,欣逢盛世,在改革發展的激流中,沖浪弄潮。與人民鐵路和現代交通事業同呼吸,共命運。我們時刻牢記自己的歷史使命,大力弘揚特別能吃苦,特別能戰斗,特別能奉獻,特別能創新的青藏鐵路尖兵精神,克難攻堅,銳意創新,勇于探索,大膽實踐,不斷提高我們的專業技術水平,把越來越多的精品工程拓展到更多的行業,將精益求精的優秀作品矗立到更廣闊的地域,為我院轉型發展奮力拼搏,為十二五末把我院建設成國際型工程咨詢公司貢獻智慧和力量。

萬州長江二橋

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