中国首座大跨径公路悬索桥服役17年后被拆除

 

今天看新闻,“4月2日,南盘江大桥主桥拆除重建工程已完成交工验收,已经通车。据悉,该工程在国内首创大跨径公路悬索桥拆除施工技术……”不由心里为之一振,于是就“扒一扒”了这座不幸的大桥。

大跨桥梁工程是重要的基础设施、公共建筑,除了设计、施工之外,还需要在后续运营期间的管理、维护、修缮加固等方面多下功夫,要不然就会像南盘江大桥这样成为反例。

1998~2015,你能想到这是一座大跨悬索桥的生卒年么?

南盘江“老桥”之殇

南盘江大桥位于国道324线安龙至洪江段的南盘江上,桥梁全长477.23米,是一座跨省桥梁,连接广西和贵州两省的重要通道。主桥主桥全长241.8米,采用主跨径240米的钢桁架悬索桥结构形式,两侧引桥均采用空心板结构,桥面全宽12米,于1998年11月投入运营。

然而在实际运营过程中,大桥上常年有大量超载运煤车通行,对桥梁造成了极大的损害,导致其成为全国18座危桥之一(要想成为全国TOP18,得破坏到什么程度啊!)

经过多次委托检测单位对大桥进行了详细的检测及动、静载试验工作。通过全桥的外观检测、专项特殊检测的结果,主桥评定为“五”类桥,引桥综合评定为“三”类桥。贵州省交通运输厅、省公路局、兴义公路管理局研究决定,对主桥进行拆除重建,引桥维修加固利用。

切割主塔

新建桥梁为三跨连续钢构,下部主墩为矩形双薄壁墩、高桩承台群桩基础,项目总投资8674.2万元(其中钢桁架悬索桥拆除费用为2516.7万元,新建连续刚构及引桥维修加固费用为6127.5万元)。新建主桥最大桥长为242m,连续钢构桥跨径布置确定为62.9m+116m+62.9m,桥宽12.5m,车行道宽9m,左、右侧人行道宽(含栏杆)1.75m。南盘江大桥桥位距下游平班电站9公里,库区常水位较高,新建的桥墩处水深达37米,成为贵州公路桥梁施工史上水下第一深水桩。

旧桥拆除与新建桥梁项目于2015年9月24日正式开工,2017年5月完工,日前刚刚完成验收。

原址新建的梁桥

悬索桥,作为一种造价高昂、结构复杂的桥型,设计寿命通常都是100年,结果不到20年就破坏到了没法再修的地步了,然而《贵州日报》的新闻稿中却还写道:“而大跨径公路悬索桥拆除施工在国内尚无先例,已作为科研成果在省交通运输厅立项,同时也是该项目最大的亮点。” 真是令人汗颜啊。

拆除工程是如何开展的

悬索桥拆除施工时一个系统工程,尤其对于悬索桥这样的复杂的桥型,国内没有经验可借鉴,国外鲜有报道。整个拆除过程中,结构变形和内力变化均很大,且旧桥已经带病工作多年,结构状态存在很多未知因素——在湖南省交规院年轻工程师赵少杰牵头的拆除过程监控及关键技术研究中,开篇就能读出来危险和压力。

由于许多报道都没有拆除现场的图片或视频,目前只找到了这篇文献:赵少杰, 肖丹, 王芝兴,等. 大跨径公路悬索桥拆除施工及监控关键技术研究[J]. 中外公路, 2017(1):163-166.

根据文献报道,还原一下拆除当时的场景:

拆除方法

拆除的首要原则是保证整个拆卸施工中结构安全可控,遵循对称均匀施工的原则,逐步同步卸载,确保拆除过程中各主要受力构件的内力和变形在容许范围内,因此整个过程都在严密的监控中进行。

由于桥面板的自重荷载最大,最危险的拆除施工阶段是桥面板,因此这个施工阶段也是监控关注的重点。

拆除施工流程:

  1. 改造索鞍为可滑动状态,并进行试顶推
  2. 桥面板拆除,顺序为逐节段从跨中对称向两侧拆除,横桥向顺序为边板-次边板-中板
  3. 刚桁架拆除,先接触跨中钢桁梁节点约束释放内力,然后从跨中向两侧逐段拆除
  4. 主缆拆除,先在两侧散索端用卷扬机临时牵引,随后在散索端切断主缆,再慢慢放松主缆到水面浮箱上进行下一步切割。
  5. 主塔拆除:用链锯与片锯对混凝土进行切割。

施工关键技术

主桥拆除仿真计算:拆除与施工是完全相反的过程,然而一个细节不能忽略,那就是拆除时的初始状态和施工时的最终状态已经有很大差异了,通过现场取样、反演来对有限元模型进行更新,找到符合实际的拆除前初始状态,至关重要。

悬索桥索鞍顶推,在施工过程中,需要根据实时测量的塔顶偏位,对主塔索鞍进行顶推复位,减小主塔结构内力

荷载压重,采用水箱压重的方法,对桁架梁施加外力,调节桁架应力,保证施工安全

施工安全监测主要内容

监测内容,变形监测包括主梁、主缆、主塔的线形、偏位、索鞍滑移量,应力监测则在桁架梁跨中及L/4跨处设置多个应力测试断面,利用表贴式振弦应变计进行量测,以及在拆除过程中进行索力监测

也来说两句

根据文献的描述,南盘江大桥是“中国首座大跨径公路悬索桥”,虽然在上世纪90年代限于技术和资金问题,难免在大桥的建设中出现各种各样的不足。但就此例而言,真正让桥梁撑不下去的,是超载车。是建设初期对交通量预测的不准确,没把运煤车考虑进去?还是桥梁管理部门的失位,放任桥梁自生自灭?

拆桥经费两千多万,建桥应该不止两千万,一来一回在不到20年的时间里花了这么多钱,足以引人深思了。

棘手的是,同样的问题不仅在南盘江大桥这里存在,也不仅在“全国TOP18危桥”身上存在,如何延长中国桥梁的寿命,保障中国桥梁的工作性能,咱们桥梁人得抓紧时间加油干了啊!

参考资料:

—-Update—-

2018.4.5:感谢网友鄒鑫在十千牛微信公众号的留言指正,西陵长江大桥1996年通车,主跨900m,是长江上第一座悬索桥

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2条评论

  1. “拆除的首要原则是保证整个拆卸施工中结构安全可控… …”,值得商榷。指导思想不合理,措施费用、监控成本会进一步加大。