绝壁高耸、峰林重叠、溪河交错的德夯大峡谷间,一条融科技感与人文自然景观为一体的红色巨龙腾跃在云端之上,让天堑从此变为了通途,其中蕴含的“中国智慧”和“中国创造”惊艳了世界。本期,E宝就要带同学们去看看这座生长在峡谷天际之间的矮寨特大悬索桥。
矮寨特大悬索桥又称矮寨大桥,位于湖南湘西土家族苗族自治州西北部的德夯大峡谷之上,全长1779米,为钢桁加劲梁单跨悬索桥。大桥分为两层,上层的公路采用双向四车道高速公路标准修建,下层为观光通道,并设有玻璃栈道。峡谷内时常云雾缭绕,人行走在玻璃栈道上,仿佛是在云中漫步,既能领略矮寨大桥的雄伟风姿,又能俯瞰人称“矮寨天险”的矮寨公路。
矮寨大桥的设计处处体现着人与自然的和谐相处,建设者创造性地将桥塔直接搭建在两岸的山体上,桥面则在半山腰直接与公路隧道相连接。依地质地形条件巧妙运用了隧道锚与重力锚相结合的方式,既避免了大量的山体开挖和建筑废料的产生,又与当地的山体特点相得益彰。
“千山万壑,群峰壁立,险峻崎岖,羊肠土路,绕溪越岭,时上时下,回绝人寰,登涉艰难……”这段记载在《湖南省志·交通志》上的文字准确地描绘了湘西地区的地理特征。在矮寨大桥通车前,来往车辆依靠湘川公路通行,其中的矮寨盘山公路一段位于水平距离不足100米,垂直高度达440米,坡度达70~90度的大山斜面上。整段公路长约6公里,但车辆在行驶过程中要开过13道急弯,26段几乎平行、上下重叠的路段,公路的最窄处不能供两辆小车同时通过。从空中俯瞰,矮寨盘山公路如同一道巨大的折叠弹簧,因此也被称作是“百年公路奇观”。随着车流量的逐渐增多,加之弯急、坡陡的存在,矮寨盘山公路上时常堵车。打通这段长渝高速公路中的必经之地,跨越高差达好几百米的悬崖峭壁成了亟待解决的问题,而搭建一架悬索桥是解决这一难题的最佳方案。
2007年,一座跨越峡谷的特大悬索桥正式开始动工,但其在修建伊始就与五大难题狭路相逢:地形险要——桥面到峡谷底的高差达355米,两岸索塔的位置距悬崖边缘仅70~100米;地质复杂——索塔处存在岩堆、岩溶、裂隙和危岩体等不良地质现象;气象多变——峡谷多雾,瞬间最大风速高达31.9米每秒;吊装难——主缆及钢桁梁需要在300~400米的高空进行架设,单件吊装最大重量达120吨;运输难——土建工程运量大,仅钢材、水泥、砂石等材料的运输总量就达18万吨。
在妥善解决了这些难题,保证安全、优质地建成矮寨大桥的同时,桥梁建设者们还创造了四个“世界第一”:大桥两索塔间的跨度为1176米,为当时所有跨越峡谷的悬索桥中的第一;在工程史上首次采用塔、梁完全分离的结构设计方案,区别于一般桥梁搭在桥塔上的悬索桥设计,因地制宜的分离式设计,最大限度减少了对山体的开挖,缩减了材料和费用的使用;首次采用岩锚吊索结构,并用碳纤维作为预应力筋材,使桥梁更轻、更结实,有效降低了材料成本;由于大桥横跨峡谷,下方为运输繁忙的盘山公路和古老的德夯苗寨,许多成熟的悬索桥修建方法均不适用,因此建设者首创了“轨索滑移法”架设钢桁梁,让钢桁梁以乘坐高空缆车的方式被运送至安装位置,完成安装。“轨索滑移法”这一自主研发的新技术成为世界悬索桥施工的新方法,并被交通运输部评价为改革开放以来中国桥梁技术领域具有中国首创意义的原始创新性成果之一。矮寨大桥也获评2018—2019年度我国建设工程质量的最高奖——鲁班奖。
矮寨大桥通车后,自长沙开车到重庆从至少需要16个小时缩短为了8个小时。旅游旺季时,矮寨大桥的日游客量超万人。2013年,矮寨大桥观光电梯开始试运行,这座悬索桥成为一段集交通与观光于一体的通途,也成为曾经路况艰险的湘西连通外界的开放之路和湖南交通的新时代名片。
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