去年夏天,宜宾临港公铁两用长江大桥塔吊司机赵为鑫用手机拍摄的工位“大片”曾火遍全网。在位于270多米高空的工位,不仅能俯瞰整个宜宾城,早晨雾气未散时还可实现“腾云驾雾”,仿佛在“南天门”搞基建。
作为成自宜高铁重点控制性工程,宜宾临港公铁两用长江大桥公路沥青路面已于日前摊铺完成,大桥附属工程进入收尾阶段,预计将于2023年底建成通车。
它是世界首座公路和高速铁路同层合建桥,建成后也将成为世界最宽的公铁两用桥,以及最大跨度的公铁两用钢箱梁斜拉桥。
这座桥,将给祖国西南大地带来什么?
文 | 丁贵梓 朱灏雅(实习生)
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桥起,交通顺
古代中国桥梁曾经历千年辉煌,在全世界占有重要地位。卢沟桥迎晓月景,玉带桥铺昆明湖;安平大桥跨海湾,泸定铁索衔两岸;广济桥下水迢迢,五亭桥闻玉人箫。
然而到了内外交困的近代,我国桥梁发展几近停滞。“中国桥梁之父”茅以升先生曾说,“一千多年前造的中国石拱桥至今蜚声全球,可是到了铁路运输产生后却远远落后了。”
杭江铁路的发展困境就是一个典型的例子。1932年,杭江铁路西兴江边至金华段已通车,继续向玉山、南昌展筑。但是因钱塘江阻隔,铁路、公路无法贯通,杭江铁路南北两岸货物运输要先卸车装船,过江后再卸船装车,十分不便。
直至1937年,由茅以升主持全部结构设计的钱塘江大桥(又名“钱江一桥”)铁路桥、公路桥建成通车,火车从钱塘江大桥隆隆驶过,大桥落成通车,两岸人群一片沸腾。大桥一改河水断路的窘境,建成伊始即担起重任,抗战物资源源不断从桥上通过。
这座桥见证了中华民族的深重苦难。战争年代,大桥屡遭战火波及,甚至为阻断侵华日军南下而被迫炸毁。但在“抗战必胜,此桥必复”的誓言下,大桥最终恢复通车,后被列为第六批“全国重点文物保护单位”。这条卧江长龙连通大江两岸,至今仍在惊涛骇浪之上默默守护人们出行。
钱塘江大桥是中国第一座现代大桥,同时也是中国自行设计、建造的第一座双层铁路、公路两用桥。凭借造价低、工期短等突出优势,中国现代化公铁两用大桥建造大幕由此拉开。从“斗地风云突变色,炸桥挥泪断通途”的钱塘江大桥,到1957年通车的四车道公路双线铁路武汉长江大桥,中国桥梁工程克服一个又一个难关,将天堑化为通途,在国家经济交通基础设施建设中发挥巨大作用。
而今,世界首座公路和高速铁路同层合建桥——四川宜宾临港公铁两用长江大桥(以下简称为“宜宾临港长江大桥”)即将建成通车,见证了我国桥梁科技与交通运输工程水平的又一次成长。
宜宾临港长江大桥,地处宜宾之东,连接宜宾长江南北三江新区与叙州区。2016年,我国在《中长期铁路网规划》提出“八纵八横”高速铁路构想。宜宾临港长江大桥,正是国家“八纵八横”高速铁路网京昆通道重要组成部分、国家南北交通干线重要节点,肩负着国家铁路、城际铁路和城市快速公路“三位一体”的过江功能。
这座气势宏伟的钢箱梁桥于2019年开工,建成后将成为世界上首座公路和高速铁路平层合建桥梁,也是世界最宽、跨度最大的公铁两用钢箱梁斜拉桥。如今,公路沥青路面摊铺已完成,标志着大桥进入附属工程最后冲刺期。
千米长虹雏形已现,只待来日车水马龙。
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并行,难题破
仰视白云苍穹,俯瞰壮阔长江,眺望春日里正在建设的宜宾临港公铁两用长江大桥,钢箱桥体凌空飞架,桥面沥青已然铺设完成,工程各项收尾工作正在有序进行。
“蓝图变为现实!”眼见如今场面,中铁二院工程集团有限责任公司宜宾临港长江大桥设计负责人王亮难掩内心激动。如今,工程推进有条不紊,大桥竣工近在咫尺。然而,2016年参与项目的王亮,深知大桥初步设计时数易其稿的艰辛。那些建设过程中的重重难关、次次周折让他感慨道,“百般滋味在心头”。
作为公铁两用桥,宜宾临港长江大桥的正式建成通车,将给人们带来高铁与汽车同层同行的视觉震撼。但在设计之初,公铁同行采用的是传统经典的钢桁梁方案。这是我国现有公铁两用桥的通行布置,即将公路和铁路分层上下布置,在我国多为上层布置公路、下层铺设铁路。按照惯例,设计团队规划了上层六车道公路、下层四线铁路,甚至还详细对比了大桥双主桁、三主桁方案的利弊,计划沿用这些技术较为成熟的方案。
然而,宜宾临港长江大桥的特殊之处在于,两岸自然地形条件限制了铁路桥面标高。
长江宜宾段两岸地势高差大、岸线陡峭,要在这样的地势条件下修建一座大桥,必须在保证桥下留有足够高度、让江上船只顺利穿行的同时,尽最大可能减少桥梁爬坡高度,保证交通正常运行。如果大桥采用传统的上下层布置公铁两路,两层间将出现十余米高差,汽车通行时必须先上坡再下坡,不仅会增加工程投资、不利于节能减排,后期维护成本和难度也将大幅增加。
综合地形、施工难度、成本、环保等诸多因素,设计团队创造性地提出公路与高速铁路平层合建方案,将公路铁路安排在同一层,其中公铁并行路段设计长达1.5公里。
相较传统双层模式,平层方案具有两个明显优势:首先,绿色低碳发展理念得到贯彻,公铁同层方案减少了公路引桥长度,并将公路爬坡高度降低15米,节约工程投资的同时,最大程度实现碳减排,使长江上游生态屏障得到巩固;其次,桥梁维护的成本和难度大幅降低,平层相较于双层桥梁,油漆涂装面积减小一半,且公路和铁路的检修工作可以并行不悖、互不干扰。
然而,公铁并行的大胆设想又带来了新的难题:并行时,对公路驾驶员来说,高速列车运行产生的眩光、噪音、气动冲击都会成为不利因素,给公路交通行车安全带来巨大隐患。
如何解决这一问题?设计团队决定设置各等级防护屏障,筑牢每条“生命线”。他们将大桥铁路与公路间距设为2.8米,在高铁通道和公路通道之间设置综合防护屏障,靠近公路侧设置最高防撞等级的混凝土防撞护栏,与公铁综合防护屏障组成一体化结构,靠近铁路侧则设置高防撞等级的钢防撞护栏。
为此,设计团队研发出了全国首例“公铁并行段综合防护屏障”,这种防护屏障高约2.6米,拥有多重防护功能,不但可以防撞、防眩、防抛、防气动冲击,还可以有效降噪,在设计方案和施工方法等方面被授权多项专利。不仅如此,宜宾临港长江大桥在公路与非机动车道、非机动车道与人行道之间也设置了隔离带,最大限度保障各种通行车辆的行车安全。
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“扎根”,立足稳
施工设计难题还隐藏在宜宾临港长江大桥的“大体量”特点中。
一座桥,若要满足4列高铁列车和6车道公路满载运行需求,其活载总重量将超3万吨。承载量如此大的跨江大桥,想要“跨得稳”,首先基础要打牢。为此,设计团队在大桥索塔上下了大功夫。
宜宾临港长江大桥是一座斜拉桥,它将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上,主要由索塔、主梁和斜拉索组成。索塔指的是斜拉桥支承主索的塔形构造物,其高度通常与桥梁主跨相关。宜宾临港大桥主跨大、桥面宽,导致该桥索塔体量巨大。据蜀道集团下属川南城际铁路公司宜宾指挥部指挥长、安质部部长韩冰介绍,宜宾临港长江大桥主跨达522米,即两个钻石型索塔之间的距离长达五百多米。
两索塔中,北索塔是水中墩,南索塔是岸上墩。以北索塔为例,塔高250.8米,相当于80多层楼房,混凝土浇筑总方量达3.65万立方米,可填满16个标准泳池,索塔下横梁达79.9米,为世界已建桥梁“之最”。
为了让如此大体量的索塔在滚滚江水中稳稳站立,设计团队决定在索塔根部打上66根直径2.5米的桩基,接着在其上部接2.2万立方米混凝土承台,这也是长江上游体量最大的深水嵌岩基础。
水下基础施工本就不易,项目所在地区又存在复杂的水文和地质条件,如水流速度快、水域浅、河床覆盖层厚等,加之航道维护、环境保护等要求,如何安全高效施工,成为摆在人们眼前的又一道难关。经过反复论证,建设者决定变“水下施工”为“岛上施工”,即通过围堰造岛、再在岛上打桩筑基的方式推进。
关关难过关关过,宜宾临港长江大桥的建设过程中“新意”满满。大桥创新采用了国内首次“8”字形咬合桩——双壁钢组合围堰,实现不同工序同步施工,为长江上游水下嵌岩基础施工打下坚实技术基础。施工人员还首创“八爪鱼”浇筑方式,打破传统单点浇筑方法,极大提高下料准度、施工效率与浇筑质量。
通过一系列创新,大桥施工不仅建出了安全,还建出了速度:10天完成10万立方米筑岛工程,40天完成184根咬合桩围堰施工,81天完成66根主墩桩基施工……蜀道集团四川路桥宜宾临港长江大桥站前工程CN-7标一分部项目副经理张晓斌表示,大桥施工团队抢在枯水期完成了长江上游体量最大的深水嵌岩基础,不仅确保项目安全度过汛期,相较于传统施工方式,还节约出长达6个月的工期。
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环保,护生态
如此巨大的基建工程,在严控工程质量、提高施工效率的同时,施工方也注重周边区域环保议题,积极响应国家“生态优先、绿色发展”要求。
首先,宜宾临港长江大桥项目巧妙做到“建新桥”而无需“开新地”“添新废”。
在项目用地上,大桥全部工程在原铁路桥基础上开展,无需向外扩张,故不涉及工程新增占地。在工程设施上,大桥项目建造过程所需的临时工程全部依托原铁路桥施工时已建好的临时设施,无需另行设置施工便道、施工办公生活区等临时工程设施。而且,因临港长江大桥项目的实施不涉及桥梁基础工程,故亦不会产生弃土石方。大桥在建设施工过程中加大对原有设施再利用力度,减少临时设施和过程废弃物产生,真正做到“可用尽用、应用尽用”。
建设工程会产生废水、废气和固体废弃物(废渣),即“三废”。这些废料中含有多种毒害物质,如未妥善处置,会对人体和环境产生巨大伤害,影响人体健康和工农业生产活动,破坏自然环境和生态平衡,必须谨慎处置。
对此,临港大桥工程拿出完备方案,落实环保要求:
对于工业污染源产生的废水,在施工期将施工生活污水经铁路工程临时设施已建的化粪池设施及一体化污水处理设备处理后,统一排入市政污水管网;对于施工产生的废水,不向外排放,而是经隔油沉淀后回用;在营运期,落实废水处理措施,重在做好污水防渗处理,为此将建设事故废液收集沟及事故应急池兼雨水收集池。
对于施工废气,工程在施工期设置洒水降尘等措施,在沥青摊铺的收尾环节采用全封闭式的罐装沥青专用车辆装运,并在场地配置焊烟净化装置,严格杜绝废气不合规、不达标排放。
对于固体废料,亦做到分类分情况处理,并加强各类工程固体废弃物收集、暂存、转运及处置过程中的环境管理,采取有效措施防止二次污染发生。
对于施工期间及大桥通车后产生的机械设备、铁路公路噪声和震动等影响,工程注意添加减震设施、修建封闭式围挡,通过合理进行施工平面布置、合理安排工序、合理安排生产时间等措施进一步减小施工影响。项目投运后,在尊重居民意愿前提下,在铁路沿线两侧原声环境功能区及距铁路外轨中心线30米内区域按要求设置相应隔声减震设施,确保达到相应标准要求,确保周边居民正常生活不受干扰。
同时,大桥还注重对长江生态环境的保护,与自然环境和谐共存。项目区域跨越长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区核心区,因工程需要,在保护区内设置桥墩4个,占用保护区面积1473.8平方米。
经仔细勘察,未在直接影响水域发现珍稀特有鱼类及主要经济鱼类的“三场”分布,但工程仍将严格遵循相关法律法规要求,积极优化施工工艺及方案,提前制定珍稀鱼类意外伤害应急救护预案,主动避开鱼类繁殖期施工,采取人工增殖放流、水生生态监测等措施,最大程度减轻对保护区生态环境影响。工期结束后,将及时覆土绿化,展开沿线自然景观恢复和保护,选用本地物种恢复植被,保证生物安全。
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桥落,城相连
宽6.5米的吐料口不断作业,将炽热的沥青均匀铺散在公路层的一侧路面上,双钢轮压路机和胶轮压路机紧接着展开碾压作业。经过初压、复压、终压层层压铺,路面愈发平整坚实。
2023年4月9日,成自宜高铁重点控制性工程——宜宾临港公铁两用长江大桥公路沥青路面摊铺完成,大桥附属工程进入收尾阶段,成自宜高铁全线线下工程也基本完工,预计2023年底即可全线贯通运行。
作为连接宜宾三江新区与叙州区的新的重要通道,宜宾临港长江大桥通车之后,人们跨越长江不必再绕行盐坪坝长江大桥或宜宾长江大桥,出行效率可大幅提高。成自宜高铁全线建成通车后,成都到宜宾仅需约1小时,而到自贡仅需约40分钟,成都核心城区与天府国际机场、成都都市圈与川南城市群都将实现快速连接。“早上感受成都美景美食文化,中午探寻宜宾竹都酒都底蕴”,一天游遍川西川南不再是难事。
随着大桥落成,宜宾市城市形象和对外宣传力也将得到提升,并为当地制造业、物流业和服务业提供更好交通条件,有效缓解宜宾内部交通压力,加快城市现代化和产业升级,助力宜宾融入成渝地区双城经济圈,加快西南地区交通经济发展步伐。
作为“八纵八横”网中渝昆高铁、蓉昆高铁过江共同通道,大桥还担负着宜宾市北岸翠屏区、南岸叙州区的市政交通过江功能,将有效缓解宜宾长江南北两岸通行压力,切实解决宜宾市长期存在的交通瓶颈问题。
放大来看,成自宜线路与渝昆高铁、贵广高铁相接,贯通成都至昆明、贵阳、广州的高速铁路大通道,将极大便利川、渝、滇三地居民跨省市通行。作为连接西南地区和长江中下游地区的重要桥梁,大桥将加强宜宾与周边地区联系,进一步促进四川、重庆和云南三地互联互通,推动川南城市群融入成渝地区双城经济圈建设,有力带动区域经济协调发展。
作为连接大西南区域经济和长江经济带的重要通道,宜宾临港长江大桥通车对完善区域路网结构、打通成都直达云南桥头堡及珠三角重要经济区铁路大通道具有重要意义,对优化长江流域交通结构、促进长江流域和西南地区交通运输发展也将产生积极影响。大桥的建成还将进一步完善国家综合交通体系,最终成为四川沿江开放和成渝地区双城经济圈连接南贵昆经济区、泛珠三角区域走向东盟、东南亚的重要门户。
遥望卧波长龙,这条跨长江、出巴蜀的南向大通道不断清晰,并在不久的未来承载着希望和梦想,为城市和区域间发展提供强大动力。
参考资料:
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4.《宜宾临港公铁两用长江大桥合龙》,国务院国有资产监督管理委员会官网,2022年6月2日;
5.钱忠军、代玲,《创三项世界之最!宜宾临港长江大桥最后一片钢混结合梁吊装完成》,文汇报,2022年12月8日;
6.王珍,《长桥如虹 飞架南北》,《中国纪检监察报》2022年7月18日;
7.《四川省环境保护厅关于新建川南城际铁路至自贡至宜宾线环境影响报告书的批复》,四川省生态环境厅官网,2016年4月11日;
8.“一个世界之首,两个世界之最” 宜宾临港公铁两用长江大桥合龙|未见作者,四川省政府国有资产监督管理委员会官网,2022年6月6日;
9.卢伟、朱敏、刘亮,《公铁同层 并驾齐驱——宜宾临港长江公铁两用大桥》,微信公众号“桥梁视界”,2022年7月19日;
等等。