浩吉鐵路走訪|三門峽黃河公鐵兩用大橋的技術創新
2019年09月18日22:39

原標題:浩吉鐵路走訪|三門峽黃河公鐵兩用大橋的技術創新

澎湃新聞記者 姚曉嵐 圖

跟隨浩勒報吉至吉安鐵路(以下簡稱浩吉鐵路,即原蒙西至華中地區鐵路)行至山西與河南交界處的黃河三門峽水庫庫區,一條天藍色的大橋橫跨兩岸,這便是三門峽黃河公鐵兩用大橋。

三門峽黃河公鐵兩用大橋主橋位於黃河三門峽庫區,大橋南岸為河南省三門峽市,北岸連接山西省運城市。其連接的浩吉鐵路全長1813.5公里,是世界上一次性建成並開通運營里程最長的鐵路,北起內蒙古鄂爾多斯市境內的浩勒報吉南站,途經內蒙古、陝西、山西、河南、湖北、湖南、江西七省區,終到京九鐵路吉安站。線路設計時速120公里,為國鐵Ⅰ級電氣化鐵路,設計投資1930.4億元,其中浩勒報吉南至陶利廟南、嶽陽至吉安段為單線鐵路,預留雙線條件,其餘為雙線鐵路。全線新建車站77座,規劃年運輸能力2億噸以上。中國鐵路設計集團有限公司(簡稱中國鐵設)是浩吉鐵路的總體設計單位,中國鐵設負責其中的661公里的設計。

值得注意的是,由於橫跨黃河三門峽水庫庫區,該大橋建設對於環保的要求極高。9月18日,中國鐵路設計集團有限公司浩吉鐵路項目總工程師李永金在接受澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者採訪時表示,從項目建設伊始,浩吉鐵路環水保方案的專家評審和審批意見全部納入設計藍圖,從生態環境、噪聲和振動、水環境、電磁環境、大氣環境和固體廢物處理、涵蓋建設期和運營期全方位、全週期製定保護方案,環水保投資達到80.21億元,環境敏感點均製定了具體的保護方案。

具體到三門峽黃河公鐵兩用大橋,“由於其經過天鵝湖國家濕地保護公園,為了不打擾來自西伯利亞到中國過冬的大天鵝,從研究天鵝的飲食起居習性入手,大橋的顏色、噪聲振動標準、施工期保護措施均作出針對性的設計。三門峽黃河公鐵兩用大橋建設4年間,越冬的天鵝數量不減反增,這是對浩吉鐵路項目嗬護天鵝生存環境的最好回報。”

4點技術創新:3個世界之最

問及三門峽黃河公鐵兩用大橋身上的技術創新點,中鐵大橋勘測設計院集團有限公司三門峽黃河公鐵兩用大橋設計負責人劉俊峰在接受採訪時表示,有4點技術創新,涵蓋3個世界之最:

一是設計荷載較大。該橋為四線鐵路+六車道高速公路公鐵兩用橋跨越黃河,設計荷載473.2kN/m,相當於全橋同時承受3萬台汽車的重量,為世界上設計荷載最重的公鐵兩用橋樑。

中鐵大橋勘測設計院集團有限公司供圖

二是抗震設計難度大。該橋為高烈度區高墩大跨長聯重載鋼桁結合梁橋,橋址區地震基本烈度為Ⅶ度,墩高達70米以上,長度為1142.5米。主墩採用雙曲面減隔震支座,同時採取了合理的構造措施,有效提高了橋的抗震性能。

三是鋼桁梁頂推施工難度大。主橋上部結構鋼桁梁採用由南向北單項多點同步頂推施工,單聯連續頂推11孔,距離1142.5米,頂推最大高度72米,頂推總重量接近4.3萬噸,頂推長度和頂推重量都是同類型橋樑的世界之最。

四是環保要求高。該橋穿越三處自然保護區(河南黃河濕地國家級自然保護區、運城濕地省級自然保護區、黃河中遊國家級水產種質資源保護區),為了貫徹生態環保的理念,在設計上採取了3項環保措施:一是在橋兩側都安裝了遮光聲屏障,減小列車通過時噪聲和光照對濕地保護區鳥類的不利影響。二是在鐵路橋面設置了減震道砟墊,降低列車通過時鋼樑振動。三是橋面採用兩級排水系統,實現清汙分流,避免橋面車輛有毒有害液體泄漏時直接排入黃河。

注重環保:保護大天鵝棲息越冬地

浩吉鐵路在晉豫界跨越黃河三門峽水庫庫區,此處屬於山西省運城濕地省級自然保護區和河南黃河濕地國家級自然保護區,保護區主要保護對象為大天鵝珍稀水鳥及濕地生態系統,大天鵝在三門峽棲息的時間是每年10月至次年4月。

據負責施工的中國鐵建大橋工程局集團有限公司副總工程師、三門峽黃河公鐵兩用大橋項目經理李慶豐介紹,大橋全長5600米,橋面寬42米,最大墩高75米,水下樁基礎428根。如此龐大的體積,要在保護區中不影響生態環境而順利施工,難度很大。為此,中國鐵建大橋工程局集團有限公司主要從聲控、光控、色控等方面入手。

中鐵大橋勘測設計院集團有限公司供圖

在聲控方面,在做好日常聲控管理的同時,候鳥棲息期嚴格執行噪音標準(晝間70分貝、夜間50分貝),專人每天定時監測並做好記錄。施工過程中採取選用低噪設備、鋼棧橋橋面板與貝雷梁之間增設橡膠墊、車輛全時段禁止鳴笛等切實可行的降噪措施。

在光控方面,由於大天鵝對夜間光非常敏感,夜間施工的可見光照度控製在30勒克斯以下。採取針對性的夜間燈光控製措施,停止作業期間夜間一律關閉照明燈具,大型照明燈具採用LED冷光源,減少或避免紅色光燈具使用,控製大型照明燈具的照射角度,在夜間雲、霧、雨天氣條件下降低照明強度,夜間車輛經過保護區範圍需關閉大燈等。

在色控方面,三門峽黃河公鐵兩用大橋主體採用天藍色噴漆,保護天鵝在來回遷徙的過程中不受干擾,既有利識別,又避免刺激。對此,李慶豐表示,大天鵝非常膽小、敏感,本來大橋為了美觀塗裝定了桔紅色。但有專家提出,色彩過於豔麗容易刺激大天鵝。後來,經過反複比選,大橋最終採用了“天空藍”這一相對柔和的顏色。

中鐵大橋勘測設計院集團有限公司供圖

據當地有關部門統計,自2015年大橋施工以來,大天鵝每年在天鵝湖國家濕地公園的總體分佈基本沒有變化。

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