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《智慧建造》
之旅,这是一个全新的科技纪录片,我们将通过国内外9个重点工程,与建筑背后的创新者一起,探索工程背后的非凡挑战和巧妙策略。
本期跟随蓝宝走进
《智慧建造》
第六集
《长江上的超级大桥
》
(Super Bridge Above Yangtze River)
,探访重庆郭家沱长江大桥,揭秘如何用“荡秋千”的方式在长江上建桥。
山川、江河与城市依偎,这样的融合在世界各地都能见到,但重庆无疑是其中最具代表性的城市。很难想像这样一座地理上“四分五裂”的城市有一天会成为“连接”的象征,因为这里有着世界上最壮观的桥梁网络,将城市各处连接在一起,横跨在这条桀骜不驯的江水之上。
山水相连的地形是重庆人通勤的一大挑战,尽管重庆已经有几十座超级大桥,但近期又有新的增添——郭家沱长江大桥,是重庆的第三十七座跨江大桥。
浩浩荡荡的长江对桥梁建设者构成了一个巨大的挑战。项目总工程师曾远告诉记者,
“大桥正好处在三峡库区的末端,受三峡蓄水影响,水位变化特别大,周围暗流也很多,要建造这样一座超级大桥,并不是一件容易的事。”
两座由10万多吨混凝土浇筑而成的门式主塔从长江底部傲然拔起。巨型主缆在主塔之间延展,支撑起这座巨大的双层桥梁,其上层用于车行,下层预留给未来的地铁。为了确保大桥稳定,不受天气影响,在江两岸的大山中,建有巨大的混凝土锚碇,用来固定大桥的主缆。这就是曾远和团队需要克服困难采取的建造方式。
主缆通过散索鞍分散成股,随着钢桁梁不断架升,两根主缆开始收紧。这股力量需要在构成两根主缆的127根索股上均匀分布,最终巨大的混凝土锚碇实际在支撑着整座桥梁。
“锚碇的总重量达25万吨,我们就是依靠锚碇的自身巨大重力来抵抗主缆的拉力
。”曾远解释道。
主缆在工厂生产时,被紧密地平行编织在一起,形成一个六边形,像蜂窝一样中间几乎不留缝隙。曾远向记者介绍,
“主缆就像是两条抛出的鱼线,承担着这座长达1400多米、重达56000吨的大桥,这相当于6座埃菲尔铁塔的重量,使用寿命可达100年。”
由于巨大的重量,任何微小的变化都会放大,尤其是在连接处。
悬索桥是典型的柔性结构,面对车流、地震和强风的影响,主梁会像飘带一样摇摆。如果与桥塔直接连接在一起,将会引发灾难性的后果。为了避免这一情况的发生,建设者们在桥面和桥塔底座之间安装了多个精巧的滑动支座,使得主梁可以在桥塔上滑动,避免结构断裂。
随着可滑动支座的高效运作,曾远和团队迎来了下一个巨大挑战——安装大桥的巨型钢桁架。
“我们总共设置了两台缆载吊机,每台的最大吊装力800吨,从最中心的梁段开始进行架设。”
巨大的缆载吊机与驳船配合吊起钢桁架,这些钢桁架最终将形成总长超860米的桥面。
这是一场与时间的赛跑,因为水位下降后,最大的挑战就会出现,江水变浅使得驳船无法到达合龙段的主塔下,大桥最后阶段的安装便因此受阻。
“我们的缆载吊机只能进行垂直起吊,无法把梁吊起来以后再向前走动。”因此
,如何让缆载吊机满载移动是关键所在,工程师们将把这些钢索变成世界上最大的“秋千”。
“我们采用的是一种无支架连续荡移的方式,通过‘荡秋千’往岸边浅水区域逐步荡移到一个指定位置,再进行架设。”
曾远说道。
首先,缆索下降与钢桁架连接并将其吊起,形成一个“秋千”。接着,随着起重机松开缆索,钢桁架缓慢地向前摆动到下一个位置,脱钩后的缆索向前移动到钢桁架的正上方,再次抓住它,并与下一根缆索进行下一次摆动,然后根据需要不断重复这个过程。
建成后的郭家沱长江大桥将极大地缩短相邻的两江新区通行时间,打通两江新区与外部的连接,确保重庆这座城市交通枢纽的地位,为民众出行带来更多便利。
中国建筑与CGTN联合制作
系列纪录片《智慧建造》
(Architecture Intelligence)
聚焦“科技、创新、可持续”
以全新的国际传播视角
讲述“中国建造”为全球生产生活
带来的变革和机遇