创造了四个世界第一的矮寨特大悬索桥（以下简称矮寨大桥）已于8月19日完成最后一块钢桁梁的架设，这意味着整个矮寨大桥的五大主体工程全部完工。

　　矮寨大桥位于湖南吉首矮寨镇，是8条西部通道之一的长沙至重庆通道，湖南段的吉（首）茶（峒）高速公路中的重点工程，于2007年10月开始动工，施工方为湖南路桥建设集团公司。大桥为钢桁加劲梁单跨悬索桥，主跨1176米，桥面宽度24.5米，桥面距峡谷底部高度约330米。

　　如果由世界上不计其数桥梁组成一本书，那么矮寨桥一定会当之无愧地成为万众瞩目的篇章。原交通部总工程师凤懋润曾赞誉，“矮寨特大悬索桥是我国真正具有原创技术的两座大桥之一，其工艺可以推广，特别是对山区大跨性悬索桥，经济实用。”那么，它的原创性在哪里？它又有哪些动人心弦之处？本报记者采访了矮寨大桥建设指挥部副总工张永健，从技术工艺角度为读者还原此桥的原貌。

　　五大世界级施工难题

　　在悬索桥建设中，任何一个桥梁建设者碰见以下其中一个难题，都会感到头痛，但是矮寨特殊的地形地貌，让大桥的建设者同时面临五大世界级施工难题：地形险要，桥面到峡谷底高差达330米，两岸索塔位置距悬崖边缘仅70-100米；地质复杂，桥位处存在岩堆、岩溶、裂隙和危岩体等不良地质现象，仅在吉首岸索塔基坑附近发现大大小小溶洞18个，其中最大的溶洞体积近万方，全部溶洞都需进行混凝土或者碎石回填，以保证结构基础安全；气象多变，峡谷多雾，瞬间最大风速为31.9米每秒，风速大，对结构抗风要求高；吊装难，主缆及钢桁梁在300-400米高空架设，单件吊装最大重量达240吨；运输难，土建工程运量大，仅钢材、水泥、砂石等材料运输总量就达18万吨，绝大多数材料运输要经过中国公路奇观———矮寨公路的13道锐角急弯。

　　受力过程如同晾衣服

　　据施工方介绍，矮寨大桥的施工步骤依次为：锚碇施工——主塔施工———缆索系统安装———钢桁梁架设———桥面系安装———主缆防护与涂装———猫道拆除。中间不设桥墩，却要一跨跨越上千米、落差达300多米的德夯大峡谷，矮寨大桥靠什么来承重？张永健打了个比喻———主体结构受力类似于晾衣绳。

　　矮寨大桥主要由主塔、主缆、吊索、锚碇和主梁五大结构组成，其中主缆就可以看成是晾衣绳，主塔相当于支撑晾衣绳的的支架，晾晒的衣服重量由晾衣绳支撑，在晾衣绳中间产生拉力，为防止晾衣绳垂度过大，必须在两端固定住晾衣绳，而大桥的锚碇就起这个锚固作用，将两根承受巨大拉力的主缆固定，承受主缆传递过来的拉力，并最终将拉力传入两岸的山体。

　　据了解，大桥整个桥面上部结构约重4万吨，使大桥主缆每根产生约3万吨左右的拉力，而大桥主缆的安全系数为2.5，可以保证结构的安全。

　　工程师揭秘“四个世界第一”

　　与五大世界级难题狭路相逢，湖南交通人没有退缩，他们不但攻坚克难顺利完成任务，还在施工中创下四个世界第一。8月16日，张永健向记者揭秘了这四个世界第一。

　　主跨1176米，创跨峡谷悬索桥中世界第一

　　悬索桥，是指以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。矮寨大桥，横跨德夯大峡谷，主跨达1176米，是目前世界跨峡谷跨度最大的钢桁梁悬索桥。

　　轨索滑移法———桥梁架设的“高速列车”

　　常规的悬索桥，主梁架设往往通过水路运输至桥位，再采用大型设备垂直提升的方式实现“加劲梁”的逐段拼装架设。矮寨大桥共有69节钢桁梁，最重一节重达192吨，由于桥下并无水路可利用，且沟底距离桥面高差达330米，垂直起吊“加劲梁”的方案难以实施。

　　大桥指挥长陈明宪创造性地提出了“轨索滑移法”，解决了桥梁架设难题，其基本思路是：利用大桥永久吊索，在其下端安装水平轨索，再将水平轨索张紧作为加劲梁的运梁轨道，实现由跨中往两端节段拼装大桥的钢桁加劲梁。

　　该法投入使用后，原本需要1年多时间架设的矮寨大桥，仅仅花费3个月时间，就将69节钢桁梁架设完成，这种速度，称得上桥梁拼装中的“高速列车”。5月18日，国内近30位顶尖的桥梁专家一致认定，矮寨特大悬索桥采用“轨索滑移法”架设钢桁梁，为悬索桥主梁架设施工提供了一套新的工法，属世界首创。此项创新技术可大幅提高功效，具有良好的推广价值。

　　首次采用塔梁完全分离结构

　　一般悬索桥设计中，塔与梁相接，但矮寨大桥索塔位置距悬崖边缘仅70-100米，下面即是数百米高的谷底，地形比较特殊，大桥设计因地制宜，首次采用塔梁分离式悬索桥结构，该结构最大限度减少了对山体的开挖，缩短了钢桁梁长度，节省了投资；实现了桥梁结构与自然景观的完美融合。

　　首次采用岩锚吊索结构，并用碳纤维作为预应力筋材

　　由于选用了塔梁分离式悬索桥结构，钢桁梁长度小于主塔中心距，主缆存在无吊索区，会出现吊索卸载应力为零的情况，且对大桥的钢桁梁受力带来不利影响。为此，另一项世界第一又诞生了———首次采用岩锚吊索结构，并用碳纤维作为预应力筋材。

　　大桥在吉首岸设置1对岩锚吊索，茶峒岸设置2对岩锚吊索，其作用，是作为调节器，让主梁受力更合理。为平衡岩锚吊索拉力，还设计了锚固结构，将岩锚吊索所受的拉力传至地面岩体上，常规岩锚索预应力筋材采用钢绞线，矮寨大桥根据研究试验后采用了高性能的碳纤维作为预应力筋材，与传统钢绞线相比，碳纤维材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀的特点，为桥梁的安全提供充分的保障。

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　　安全系数有多高

　　矮寨大桥即将竣工，虽笼罩众多“世界第一”的光环，但大桥的安全始终是所有民众普遍关心的切要问题。大桥施工方从普通民众所关心的抗振、抗压、抗风这三个方面，对矮寨大桥的安全系数进行解析。

　　抗 振

　　大跨度悬索桥的特点是刚度小，在荷载作用下可能产生较大的振动。但由于矮寨大桥整个恒载占90%，活载仅暂近10%。恒载为大桥整个桥面系、主缆、吊杆、钢桁梁等上部结构的重量总和，约重4万吨；活载即承重的重量接近3000吨，汽车荷载产生的振动较小。且在钢桁梁的两头，还设置了减振的阻尼器，以有效地减少钢桁梁的振动，保持桥的稳定性。因此，在矮寨大桥上行车，几乎感觉不到晃动，与在陆地上差不多。

　　抗 压

　　矮寨大桥的荷载规格为公路Ⅰ级，相当于每个车道在1米距离内可承载1吨的重量。考虑折减系数后，4条车道共计能承载近3000吨的压力，也就是说，能够同时承受200辆左右的普通小车的重量。同时为防止超载车辆破坏路面及桥面板，大桥桥头还装有称重系统，以55吨/辆为限，一旦超重，将限制该车辆通行。

　　抗 风

　　矮寨地处山地峡谷，抗风稳定性研究是矮寨大桥建设中的重要课题。大桥设计基准风速为34.9m/s，相当于可抵抗12级风。大桥的颤振检验风速52.1m/s。根据目前的实测风力，10分钟平均风速为10m/s，瞬间最大风速为20m/s，相当近8级风力，远低于设计的临界值。

　　总策划：刘世树   龙   捷   尚顺宁

　　策    划：张   谨   周胜军   岳跃强  龙清彰  向培东