走向世界的重庆桥梁

编者按：伴随着西部大开发和国家积极的财政政策，重庆交通建设取得了快速发展，建设了大量桥梁，许多桥梁已达到国内先进水平甚至世界级水平。重庆市交通委员会总工程师张太雄、重庆高速公路发展有限公司南方建设分公司副总经理孙立东撰写的《走向世界的重庆桥梁》，对重庆桥梁建设的发展历史进行了简要回顾，重点对具有代表意义、技术先进的17座重庆桥梁进行了综述性介绍。2006年10月，北京传来喜讯：重庆市交通委员会、重庆交通大学、重庆交通科研设计院、重庆市交通规划勘察设计院、重庆高速公路发展有限公司、重庆市渝通公路工程总公司组成的“重庆桥梁建设团队”，荣获“中国交通建设十大桥梁英雄团队”称号。重庆桥梁建设者无不骄傲和自豪。为此，本刊决定分期刊出《走向世界的重庆桥梁》，以飨广大读者。 
　　重庆地形复杂，域内江河纵横，山峦起伏，桥梁建设历史悠久，为重庆经济和社会发展作出了巨大贡献。直辖以来，伴随着国家西部大开发和积极的财政政策，重庆桥梁建设得到了快速发展，先后建成了一批特大跨径桥梁，部分桥梁已达到国内先进水平甚至世界级水平。截止2004年底，重庆市公路桥梁达到248278延米/4931座（不包括市政桥梁），全市已建成跨长江公路桥梁13座，在建8座。 
　　一、重庆桥梁建设的发展历史 
　　重庆地区V型河谷较多，石料丰富且强度高，所以历史上重庆市境内建造了许多石拱桥，其中不乏经典之作。建于北宋约1050年的荣昌施济古桥，7×11米石拱桥，清代即有“川东保障”之称，自1929年始成为成渝公路必经之桥；位于万州城区的万安桥，建于1926年至1929年，是全国跨径最大的砖拱桥。 
　　建国以后，重庆人民在建设新中国的伟业中充分发挥他们的聪明才智，修建了大量桥梁，桥梁技术得到较大发展，许多桥梁都达到国内领先水平。其中具有代表性的有：1966年，重庆牛角沱嘉陵江大桥建成，是西南地区唯一的钢桁梁城市大桥；1969年北碚朝阳桥（跨径186m）建成，是我国唯一一座双链式悬索桥，并保持了多年我国最大跨径公路桥梁的记录；1972年建成的丰都九溪沟大桥，单孔净跨为116m，建成时是世界上跨径最大的石拱桥，荣获全国科学大会科学技术成果奖和交通部重大科技成果奖；1975年重庆云阳云安汤溪河斜拉桥（跨径76米）建成，开创了我国建造斜拉桥的历史；建于1977年的江津市仁沱大桥，为钢筋混凝土预应力桁架拱桥，主桥跨径组合为：36.5米+72.8米+36.5米，是国内第一座预应力桁架拱桥。 
　　改革开放后，重庆加快了桥梁建设速度，大力提倡采用新技术、新材料、新工艺和先进设备。1981年建成的重庆长江公路大桥，最大跨径174米，采用T型刚构桥型，国内首次在桥梁建设上采用三向预应力技术，建成时为同类桥型国内第一，达到世界先进水平。1988年建成的石门嘉陵江大桥，最大跨径230米，主桥为单塔单索面预应力混凝土斜拉桥，是国内跨径最大的单塔单索面斜拉桥，获得国家鲁班奖。1987年10月建成的巫山龙门桥，是中国第一座采用无平衡重转体法施工的拱桥，主桥为1孔122m钢筋混凝土箱形拱，右岸半跨是全宽一次预制，转体箱重4240kN；1989年建成的涪陵乌江大桥为主跨1×200m钢筋混凝土箱形拱桥，是当时国内最大的转体施工桥梁。1989年建成的奉节梅溪河大桥，为1×200m斜吊杆全加劲刚性吊桥，为亚洲第一座斜吊杆吊桥，是当时四川全省跨径最大的吊桥，获交通部优秀工程奖。 
　　施济古桥、万安桥、丰都九溪沟大桥、汤溪河斜拉桥、朝阳桥、重庆长江大桥、石门嘉陵江大桥、巫山龙门桥等桥梁的建设，表明历史上的重庆桥梁已经达到国内先进水平，奠定了走向世界的基础。 
　　二、走向世界的重庆桥梁 
　　1997年，重庆直辖，打开了重庆桥梁史上崭新的篇章，桥梁建设取得快速发展，建成了一批达到国内先进水平甚至具有世界级水平的桥梁，创造了一个又一个中国领先、世界之最。仅1997年，重庆境内就有五座长江大桥建成通车；江津、丰都、巫山……等区县更是以一个县的名义建成了长江大桥，滕辉地维水泥厂仅以一个企业的实力独立筹资修建了长江大桥。 
　　（一）拱桥 
　　1、巫山长江大桥 
　　巫山长江大桥位于重庆巫山县长江巫峡入口处，全桥跨径组合为6×12m+492 m +3×12m；引桥为预应力混凝土连续梁；主跨为钢管混凝土中承式拱桥，主跨净跨460米，是目前世界跨度最大的钢管混凝土拱桥。巫山长江大桥具有如下技术特点和难点： 
　　（1）钢管桁架设计与制作：主弦管采用大直径直缝钢管（为1220毫米），钢管壁厚为22～25毫米。立面腹杆采用了竖向和径向两种组合的布置形式，改善了腹杆与弦杆的夹角。平面腹杆因间距较小，采用了平行腹杆布置的构造形式。主弦管采用了以直线代替弧线，即由多段短直线组成的拱肋悬链线。拱肋采用了内法兰盘的拱顶、节段接头的构造，外形美观，传力可靠。全桥共44个桁架节段，节段总量大，管件组装精度高，要求相邻节段匹配精度高，以及焊缝质量要求高。 
　　（2）拱肋吊装：主拱共44个节段、22个横撑节段均采用无支架缆索吊装，吊装系统跨径576米，最大吊装重量120吨，最大垂直起吊高度达280米；本桥位于巫峡峡口，风大浪急且吊装精度要求高，为吊装增大了相当的难度。为节约工程造价，扣塔采用钢管混凝土桁架柱，吊塔铰接于扣塔顶，为万能杆件组拼而成。 
　　（3）钢管混凝土的配制与灌注：管内混凝土采用对称接力灌注，一次灌注管内混凝土，管内混凝土为C60，要求混凝土具有流动性、收缩补偿、缓凝、早强等特点。每根管长550余米，需一次灌注600余立方米混凝土，持续时间达10余小时。为了提高主钢管内泵送混凝土质量，本桥主钢管内混凝土采用从拱脚到拱顶的三级接力灌注方案。 
　　（4）结构措施方面，因本桥宽度（19m）较窄，为了提高桥梁的动力特性和整体稳定性，采用了大矢跨比（1/3.8）主拱圈和桥面梁先简支后连续等技术措施。为了减少长吊杆风震对行车性能的影响，将跨中部分中长吊杆的横梁与桥面梁固接的技术措施。拱上立柱采用钢管排架，减轻了重量，外形协调。 
　　以本桥为依托，进行了钢管拱节点疲劳试验研究、钢管砼拱极限承载力试验研究、钢管砼收缩徐变试验研究、钢管砼压注试验研究、设计技术研究、吊装及砼压注施工技术研究、钢管拱桁架制作技术研究等专题研究。该桥的建设创造了同类桥梁跨径、节段吊重、吊塔距离、吊装高度及拱圈管道直径等多项世界第一，为同类型桥梁的设计施工技术的提高做出了贡献。 
　　2、万县长江大桥 
　　万县长江大桥是目前世界上最大的混凝土拱桥，主跨420米，全长856.12米，桥宽24米，桥高147米，主拱圈采用C60级高强混凝土加钢管混凝土劲性骨架复合结构。主拱为单箱三室截面，矢跨比1/5，。钢筋混凝土劲性骨架由五片钢管桁组成桁架，弦杆采用φ402×16钢管，腹杆和连接系采用4肢75mm×75mm×12mm角钢组合杆，空钢管骨架整体分36节段在工厂制造，段间采用法兰盘螺栓连接，工地缆索吊机起吊运输，两岸斜拉扣挂悬拼，合拢成拱，再压注高强混凝土，形成钢管混凝土劲性骨架。 
　　《万县长江大桥钢筋混凝土拱桥设计施工技术研究课题》荣获年度国家科级进步一等奖，在设计计算方法方面，该课题根据有限元基本原理，提出了拱圈强度验算的非线性综合分析法、建立了施工过程非线性稳定分析方法、提出了两级控制的施工控制方法、提出了变截面空心薄壁高立柱稳定计算的解析公式。在施工工艺技术方面，提出钢管混凝土劲性骨架成拱方法，发展了大跨径混凝土拱桥建造技术，发展了大吨位、多节段缆索吊装、悬拼技术，发展了桥用高强混凝土配制、生产、输送、工艺技术，提出“六工作面”对称同步浇筑法，发展了拱圈混凝土浇筑技术。在新材料应用方面，在桥梁领域首次采用钢管混凝土C60高强混凝土为拱圈材料，并形成新的复合结构；针对万县长江大桥两岸不良地质情况，提出了新型组合式刚架桥台的创新设计；采用了混凝土表面防护技术。在新结构措施方面，采用大悬臂的桥道结构、变截面空心薄壁高墩、轻型桥道系，实现拱上结构轻型化。该桥的多项科研成果被广泛推广应用于国内外大跨度桥梁建设中。该桥还获得首届“中国十佳桥梁”等称号。 
　　巫山长江大桥和万县长江大桥的建设，充分展示了重庆拱桥建设水平，标志着重庆拱桥建设已经步入国际先进水平。