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中国建筑巡游|桥梁三万座:破碎山地里的人造“平原”

W* 卷宗Wallpaper 2024-03-25



“地无三尺平”对于贵州到底意味着什么,群山之中的数万座桥梁或许可以解答一二。


喀斯特地貌及占全省92.5%面积的各种山地和丘陵让贵州坐拥荔波樟江、赤水丹霞、铜仁梵净山和施秉云台山,成为中国拥有世界自然遗产最多的省份。奇伟瑰怪的自然景观与交通不便、建设困难及其造成的贫困是硬币的两面。“要想富、先修路”,相较于上下起伏,盘旋曲折的道路,在两山之间直接架桥将极大地提高交通效率,但是地貌的脆弱又使造桥难度巨大,成本飙升。从设计,到材料生产、运输,施工设备和技术研发,再到后期的运营和维护,每一项都是考验,桥梁也因此成为贵州道路建设的缩影。而挑战成功的额外奖赏则是桥梁自身成为贵州旅游的新机遇,“桥旅”蓬勃发展。



乘坐飞机抵达贵州之后无论去往省内何地,团队都在公路上飞驰,在山间穿梭。面对一座座山,道路不闪不避,直接穿越而过,呼啸而出。在平常的行驶过程中,最容易被忽视的是脚下的道路,但是在贵州,当车辆穿过一座座高桥时,高耸的主塔和林立的铁锁让人无法忽视桥梁的存在。



远处的鸭池河大桥,是中国贵州省安顺市境内连接东西两岸的高速通道,位于坝陵河水道之上。



贵州河流处于长江和珠江两大水系的上游交错地带,全省河网密布,桥梁自古以来都是方便交通的重要构筑物。在贵阳市中心,南明河上的浮玉桥始建于明朝万历二十六年(1598年),至今仍然串联甲秀楼与河两岸;在黔东南州的大山深处,57.61m长的地坪风雨桥始建于1883年,是当地少数民族村寨重要的公共建筑之一;由葛镜耗时30年修成的葛镜桥更是历经400多年坚固如初,成为中国桥梁历史上的里程碑。过去修建的桥梁尽管经久坚固,但通常只是连接两岸。在如今的贵州,驰名中外的桥梁则是那些组成交通网络的各级公路桥梁,跨越山涧和不良地质,提高通行效率。



鸭池河大桥底部桥墩



占据全省60%以上面积的喀斯特地貌有一个更加形象的名字:岩溶,即具有溶蚀力的水溶蚀含碳酸盐的岩石。锥形的山包远看连绵起伏,而在下面,涌动的流水在时间的作用下,犹如利刃切割山体表面,并渗透溶蚀山体内部,产生高山峡谷、地下河道、溶洞、天坑等独特地貌。崇山峻岭之间沟壑纵横,地图上看着相距不远的两个点,中间的路程很可能需要上上下下地翻山越岭,跨江蹚河。为了缩短交通距离,提高运输效率,贵州在高山峡谷的垂直中段架设了一张相对平缓的高速公路网,山间是桥,山内是隧道,桥和隧道直接相连,将山中的城镇和乡村拉结在一起。这也是为什么全世界前100座高桥,有49座都在贵州。如今,30,000多座桥梁连着2535座隧道,组成通车里程8331km,综合密度全国第一的高速公路,彻底改变了贵州省的交通状况,也为贵州旅游发展带来新的机遇,桥梁本身就是目的地。



贵州高速公路网加密规划图


上图:花江峡谷大桥全长2890m,是六安高速公路的主要控制性工程,主桥为跨径1420m的钢桁梁悬索桥,桥面距水面625m。

下图:北盘江第一桥位于贵州和云南的交界处,全长1341.4m,贵州侧桥塔高度为269m,云南侧桥塔高度为247米。



北盘江第一桥是世界最高桥,这项纪录马上就会被即将建成通车的贵州省的花江峡谷大桥打破,鸭池河大桥是世界最大跨径钢桁架斜拉桥;清水河大桥是世界最大跨板桁结合加紧梁悬索桥;世界最高的混凝土塔桥是平塘特大桥,山区峡谷第一高塔钢桁梁旋悬索桥赤水河大桥;坝陵河大桥世界山区第一座千米级钢桁梁悬索桥。平塘特大桥是山区最大跨径的三塔斜拉桥,中塔塔高332m创下了“最高混凝土桥塔”的世界纪录,被誉为“最高、最美”天空之桥……当然这些桥梁都在贵州,来不及细细分辨,一个个“最”字已经让人眼花缭乱。





如何造桥?


先定线位,再定桥位。线位是指公路的路线,首先确定其起始点,再看中间可以串联哪些地方,比如地级市,县级市等都尽量多地照顾到。线位定好后,打开地形图,遇到峡谷就需要架桥。桥面的海拔高度十分重要,如果为了降低成本强行压低,那么两侧山体内的隧道长度就会急剧增加,造价随之提高。此外在部分地段,桥底面距离河面的高度不足可能会影响船只通行,阻碍航运。“路桥隧”作为整体需要全盘考虑。



贵毕二级公路六广河特大桥,位于国道 G212兰龙线贵州省黔西市素朴镇与修文县六广镇交界处,是预应力钢筋混凝土连续刚构桥,桥高 297 m、主跨240m、墩高90m,设计于1998年,建成于2001年,目前为省内最大跨度的连续刚构桥。



接下来是桥型的选择。从材料来看,藤条、竹子、木头、石头、混凝土、钢材和钢筋混凝土都可以造桥。桥梁的构造形式也多种多样:拱桥是我国传统的桥梁形式,许多材料都能造,比如石拱桥,木拱桥;板梁桥——横着的板是空心板,竖着的梁是T型梁,专业人士将其戏称为“板凳桥”,一个个不断向前;连续刚构桥,典型的例子是2001年9月竣工的六广河大桥,虽然建得很早,但是直到现在依然是我国单跨最大的钢筋混凝土桥;悬索桥,更加形象的叫法是吊桥,两座主塔拎着钢缆,“吊着”桥跨结构,比如坝陵河大桥和花江峡谷大桥都是“吊桥”;斜拉桥则是主塔位于中央,根根绷直的钢缆“拉住”两侧桥梁的上部结构,鸭池河大桥和北盘江第一桥都属于此列。



赫章特大桥为梁式桥梁,总长1088m,以11号主桥墩195米的高度享誉世界。



地势平缓的地方选择梁板桥;V型峡谷适合拱桥,但是两边岩石构造需要承受拱桥的侧推力;大江大河上面用跨越能力最大的悬索桥,或者稍逊于它的斜拉桥。桥型确定后,主墩位置的选择十分重要,地质条件、水位、通航情况都会对其产生影响。


但是,设计得出来并不代表着可以建造出来。“基建是国家科技水平和装配能力的综合考量。”贵州大学建筑与城市规划学院教授梅世龙在采访时说道。



话虽如此,贵州从未停止桥梁和道路的建设,不断缩短两地之间的通行距离。在乌江上游鸭池河畔共有三座桥——鸭池河铁索桥、鸭池河大桥和鸭池河特大桥,见证了贵州造桥的历史和技术发展的过程。“鸭池河铁索桥”曾是清镇至毕节驿道上的重要津梁,建于清代,毁于咸丰八年(1858年),其后无力再建,便改为滑索纤渡。



1958年建成通车的鸭池河单孔悬索吊桥,如今已停用。



1956年,相关部门在原基础上重新修建,1958年7月1日正式建成通车。1997年12月31日,旁边全长176m的钢筋混泥土“鸭池河大桥”建成通车后,“鸭池河铁索桥”正式退出历史舞台。2016年投入使用的鸭池河特大桥全长1240m,是目前山区最大跨径的钢桁架斜拉桥,也是贵阳—黔西高速公路的重要节点。



曾经的鸭池河铁索桥荷载只允许一辆车通行,2016年建成通车的鸭池河特大桥巍峨壮观,车辆川流不息。



从铁索到钢筋再到钢索,材料的不断发展成就了桥梁的迭代。梅世龙说:“有高强度的钢材以后才能建造大跨度的悬索桥和斜拉桥,要不然钢自己就吊垮了。为了研发高强度的钢筋,我们(公路集团)与水城钢铁厂合作,共同研发,钢材强度从原来的335兆帕发展到500兆帕,钢筋的用量减少25%,费用减少15%,两座桥梁主塔的用钢量就能达到近万吨,极大地降低成本。而我们现在钢材强度最高已经能达到2000多兆帕。”



上图:鸭池河铁索桥的桥面桥板均已脱落,钢架锈迹斑斑。

下图:钢材强度对于鸭池河大桥而言至关重要,全桥共有192根斜拉索,索长103至425m,最大的一条钢索重达43吨。



桥梁建设的另一种主要材料——混凝土的原材料制备和加工过程也在不断发展。河沙是混凝土的原材料,但是贵州的河砂稀缺,只能从四川简阳、九江、甚至洞庭湖采购。量少尚可,大规模建设根本无从谈起。于是建设单位使用石头破出机制砂,用地方性材料解决地方性问题。并且发展自密实混凝土,无需振捣,这项技术成功运用在北盘江第一桥的建设中。而混凝土的强度也从原来的30兆帕逐渐发展到约120兆帕,满足越来越高的主塔的结构要求。



鸭池河特大桥的建成后,户外露营、滑翔伞等项目入驻,改变了当地的旅游业态,带动了相关就业的发展。



除了材料,影响桥梁建设的另一大因素就是施工设备。比如平塘大桥的施工场地狭窄,没有足够的平整地面布设钢结构拼装场地,为了造这座桥,贵州省公路开发有限责任公司团队自主研发了新型桥面吊机,将钢梁整节段纵移、转体,在空中悬挂着拼接起来。


“原来桥梁构件拆得很散,一点点在空中拼装。目前装配式建设也是大的方向,现在的塔吊可以吊100吨重,几十米长的主墩构件,并且在空中调转方向。大型装备可以在海里直接吊起5000吨的一整节桥。目前修路的拌和机和压路机自动化程度也很高,沥青混凝土的拌合碾压无人化是我们的研究方向之一,规定好每台设备的路径和时间,它们会相互避让。”






采访梅世龙教授是在一顿工作餐之后,他的行程颇为忙碌,一个上午有两个会议,分别是桥梁大会与关于隧道专利技术的讨论。


1980年梅世龙凭借375分考入同济大学,原本打算学习工民建,因为调剂最终学了工程地质专业,当年这个专业没有人报考,一个班60个学生,三分之二以上都是调剂来的。84年毕业时,省里派人动员毕业生回来建设家乡,从小在毕节市纳雍长大的孩子就这样回来了。由于父亲在建设局工作,从小梅世龙就在工地上长大,搬砖、和砂浆,虽然是孩子也有报酬。他还有一套自己的木匠工具,锯子、斧头、刨子什么都有,会打榫头、榫眼,家里的猪圈,厕所的围墙都出自这位小工匠。



贵州大学土木工程学院教授梅世龙在坝陵河大桥前



回到贵州,梅世龙先在大学教了七年书,后来到桥梁集团和公路集团这两家施工单位负责建造工作,最后又去往高速集团负责项目的全过程。桥梁的项目过程和建筑有相似之处,首先有路网的总体规划,还需要工程项目可行性研究和预备可行性研究,接下来是立项,初步设计和施工图设计,然后进入施工建设阶段。除了规划之外,道路的可行性研究、设计、施工管理包括运营养护都由高速集团负责。多年的工作经验让他对于高速公路建设的项目全过程,乃至整个贵州基建的发展历程如数家珍。



建设中的平塘特大桥。平塘特大桥横跨宽约1600米槽渡河峡谷,施工研发了新型桥面吊机装备和整节段纵移转体悬拼施工工艺,于2019年12月30日通车。



原材料的开采,生产,加工和运输每一项都是考验,然而种种考验的背后都有个共同的问题——钱。“贵州早期财政没有钱,修不起路,别说高速公路,修二级路都很艰难。国家有高速公路规划网,经过贵州的国家高速公路,中央财政补贴50%的建设资金,我们拿来一折算刚好能够达到银行放贷的条件。所以我们那几年就拼命赶紧修路,还想办法把很多路段从省高(省级高速公路)提高到国高,进入它的高速公路网里面。贵州的高速公路一公里要花一到两个亿。尤其原来21.5m宽的四车道都变成现在33m宽的六车道。所以贵州的过路过桥费高,大家有意见。”


公路有两种基本分类方式,按照行政级别分位国家级路网,省道,乡镇级道路;根据技术等级划分,分位高速公路,一级路,二级路等。国家规定一级路和二级路要逐渐取消过路费,如果贵州当时在修路时没有选择高速,而是为了降低成本选择其他,收回成本更是无望。此外,还有许多其他原因造成贵州修路成本高昂。


地无三尺平的下一句是天无三日晴,雾、风、雨、还有冰冻都会拖慢建设速度。鸭池河大桥地处乌蒙山区,雨、雪、雾等恶劣天气年平均天数达到208天,桥址处于深切峡谷中,瞬时风力可达11级。而在这样的条件下,鸭池河特大桥能够在两年内建成,不得不说是一个奇迹。上述只是桥梁实施过程中的困难,修建一座桥梁涉及到国土资源,农业,林业,水利等各个部门。除了技术问题,在政府相关管理部门之间的平衡同样要经历重重考验。正如梅世龙教授所说:“想要负责一座桥梁的建设,智慧、经验、专业缺一不可。”


然而桥梁建设起来是第一步,后期的运营和维护同样任务艰巨。






作为西南山区第一座千米级的大桥,坝陵河大桥可以说得上是贵州桥梁建设的里程碑。


远远望去,群山的曲线在水平方向上绵延,红色的人造巨构插入其中。贵州唯一一座桥梁科技博物馆就坐落在坝陵河大桥主塔的一侧,容纳超过6000m²展陈面积的博物馆在约200m高的主塔旁边像是高层的配楼。引桥桥墩之间的电梯将访客运送至桥面以下,巨大的钢桁架内设有步道供来访者参观桥梁内部结构。蹦极、速降等高空项目不断发挥高桥的潜在价值。



坝陵河大桥将两山之间的通行时间从一个小时缩短至5分钟,而主塔旁边的桥梁博物馆已经成为中小学校重要的研学基地。



大桥建设历时5年,使用钢材6.5万吨,比鸟巢还要多2.3万吨,首创技术、专利、新工法31项,大桥全长2237m,主桥跨度1088m。桥面距离下方河流的高度370m,就算把黎埃菲尔铁塔放下去,距离桥面都还有46m的空间。坝陵河大桥耗资14.8亿元,在平塘特大桥建成前一直是贵州造价最高的桥梁,钢桁架悬索桥不仅造价不菲,其日常维护同样需要一笔不小的支出。



桥梁上部结构的钢桁架结构复杂,仅螺栓组就有80万,桁架中架设的步道供运维工作人员的日常巡查检修之用。



“坝陵河大桥需要我们每天做日常巡查,一般早晨在计划的时段内通过开车的方式过巡查桥面是否有发生病害,比如坑洼、结冰、积水。再看一下交通是否正常,是否有交通事故。故障车辆的处置,道路救援也是我们在负责。”来自安顺运营中心关岭桥梁与隧道管理站的汪波介绍桥梁维护的工作内容。而作为桥梁的主要承重构件,钢结构的主要病害来自锈蚀,“实际上我们最怕的还是雨天、雾天和冰冻的天气。雾天对高速桥面通行会产生一定影响。而且雾是水蒸气,钢结构保护层表面上刷的漆如果有缝隙,水蒸气可能就会渗进去,造成内部的钢结构受损,锈蚀。”混凝土的桥墩则主要看是否有沉降和开裂。”



借由检修步道,访客可以在坝陵河大桥钢桁架之中穿行,并体验蹦极、速降等高空项目。



汪波是安顺人,94年出生,从土木工程系毕业之后曾经在福建和武汉工作过,然而最终还是选择回到家乡。在2018年,他通过企业招聘,经过考核后进入单位,分配到路桥隧的管理岗位,负责一整段高速公路的日常的维护与检修等工作,有时大年三十还要值班。



坝陵河大桥内部检修通道



除了日常的车巡,他和他的团队每个月还要在桁架高处的步道上检查一遍桥梁的主体结构,每年则需要对桥梁进行定期检查,一般是在九月检测完毕,十月出具资料,年底完成养护预算上报集团申请费用。坝陵河大桥虽然名声在外,却只是汪波日常工作的一部分,他管理的团队有20人左右,管养里程40km,这40km的高速路上有60座桥和13条隧道。



坝陵河大桥凌驾于坝陵河峡谷之上,下方蜿蜒曲折的道路与笔直迅捷的桥面形成鲜明对比。



“隧道主要看结构,还有地面有没有开裂,鼓斑。造成路面病害最主要的原因是地下水,如果两边有沉降,道路中间就会鼓起来,但是这种问题很少,路面更常见的病害是坑巢,在雨季,沥青面层让雨水泡过就会松散,车辆过得多就会形成坑洞,我们就要补起来。”


站在坝陵河大桥钢桁架的腹内向下望,河岸两侧的人家小得几乎无法辨认。由于坝陵河大桥的建设,原来从关岭到市区走山路需要耗费的一个小时被缩短为5分钟,贵阳至昆明的行车里程缩短1个小时,仅需5小时到达。一座桥梁节约的时间尚且如此,贵州有30,000余座,为人流货运节约的时间不可估量。





天无三日晴后面跟着的是“人无三分银”。为了摆脱贫困,贵州大力发展基建,成果斐然却也因此背上繁重的债务。汪波被问及基建的意义时回答说:


对于桥梁建设的价值,也许当地人比谁都有发言权。当一张高路公路网将大山深处的村寨与外部世界连接起来之后,至少每个人都拥有走出大山的可能性。






摄影:朱迪

撰文、采访:李里

制片:Willow

编辑:全倬冉、杨睿涵

排版协助:Bertie

部分图片源自网络


导演:黄松

视频摄影:乔奕杰

策划/制作:全倬冉、杨睿涵、杜涵茜

策划统筹:Willow

剪辑/调色:莫少龙

音乐:Tamuz Dekel - Blue Beings

平面设计:enkit

字体设计:zhuoran




中国建筑巡游 

第三章 

贵州:走不出的乡土


贵阳&遵义:混杂与奇观,在成为现代都市之前



中国建筑巡游 

第二章 

四川:是什么塑造了地方景观?


成都:休闲城市的狂飙突进


自贡:凝留盐业兴衰的小城命脉


汶川、理县、南江:灾后重建和错位想象



中国建筑巡游 

第一章 

云南:被凝视的丰饶与困顿


昆明:都市的吞噬与再生


大理与泸沽湖:人群更替,山水依旧


石屏:愿对古城的赤诚守护,让菁莪再造



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