绕行谷底的交通缺口
坝陵河大桥位于贵州省关岭县与黄果树风景区交界处,是镇宁至胜境关高速公路跨越坝陵河峡谷的控制性工程。桥位两岸高差大,尤其西岸陡峭,旧路必须沿山坡下到谷底,再绕向另一侧。修建跨谷桥梁,所要解决的是公路在深切峡谷中反复下降、爬升和绕行的问题。
大桥含引桥全长2237米,主跨1088米,桥面距河面约370米。主桥采用钢桁加劲梁悬索结构,以长跨越过谷地,使道路在高处接续。2009年12月23日通车时,它成为当时国内首座主跨超过千米的钢桁加劲梁悬索桥。
建设组织与两岸结构
工程于2005年4月18日开工。两桥建设指挥部由熊世龙任指挥长,周平任副指挥长;中交第二航务工程局承担西岸索塔、西引桥、西锚碇及上部结构施工,并与东岸建设者协同推进。
结构布置适应两岸地形:东岸采用重力式锚碇,西岸采用隧道式锚碇,主缆通过桥塔把钢桁梁悬吊在峡谷上方。西岸塔柱采用机制砂配制混凝土并进行高位泵送,使当地材料进入高塔施工。跨谷先导索则借助遥控氦气飞艇牵引,为后续缆索架设建立最初的通道。
把拼装场搬向桥面
最棘手的问题之一,是如何把钢桁梁架到数百米高的空中。谷底河流不具备航运条件,岸边又缺少整段钢梁的宽阔拼装场地,常见的船运梁段、从水面起吊办法难以使用。中交公路规划设计院有限公司的刘高等人与贵州高速公路开发总公司的周平共同研究了跨缆吊装、缆索吊装、桥面吊机悬臂架设和顶推等方案。
综合工期、费用、环境与安全条件,工程选择桥面吊机:由两岸索塔附近向跨中逐段拼装。施工中设置临时铰,再逐步形成刚性连接,以调节架设过程中的受力。周平在后来的采访中回忆,团队曾考虑购入日本设备,最终与国内厂家合作研发桥面吊机,以降低装备费用。这个选择把运输条件、设备采购和结构施工连在了一起。
峡谷风成为设计条件
桥位的风不能简单套用平原经验。同济大学朱乐东等人用相控阵声雷达风廓线仪实测不同高度的风速、风向和湍流。2011年发表的研究指出,深切峡谷内的平均风速剖面会呈现不规则形态,低处风向更受地形约束,实测湍流度也高于平坦地形的规范推荐值。
这些研究把峡谷地形纳入桥梁抗风分析。施工单位的完工记录还记载,钢桁梁下部检修道附近设置了气动翼板,以改善风作用下的稳定性。桥梁的跨径、重量和风环境由此成为必须共同处理的设计问题。
2009年通车及后续养护
2009年12月23日上午,大桥在桥面举行通车典礼。它接通镇胜高速公路的关键缺口,也与当时沪瑞国道主干线贯通相联系。中新社现场报道援引贵州省交通厅厅长程孟仁的介绍,跨越两岸的车程由约一小时缩短到四分钟。这个数字描述的是当地跨谷通行的改变。
通车之后,建设工作转入运行维护。2019年采访中,桥隧站站长贾德元介绍,大桥利用传感器采集线形、位移、受力、温湿度和车辆等信息,并关注冬季凝冻。坝陵河大桥的意义既在于缩短山间交通,也在于把千米级悬索桥的现场研究、设备研发、分段架设与长期监测接成了一套实际工程经验。