中国铁路设计院
清代诗人黄桂《咏苍河》诗中写道：“滇南西有一条湍急的大河，奔流千谷，绕万峰。”
壮丽的澜沧江倒映着270米悬崖上的澜沧江大桥。这座位于大理-瑞丽铁路连接中国与东南亚经济走廊的桥梁，其设计背景究竟是什么？这些“奇葩”的设计思路从何而来？这座桥的设计难点是什么？设计背后又有着怎样的故事？……
今天，小编就带大家走进澜沧江大桥的设计单位——中铁工程设计咨询集团有限公司，邀请桥梁专家进行深度解读，揭开桥梁设计的神秘面纱。
▲项目总工程师——国家勘察设计大师、中铁设计院副总工程师、桥梁院总工程师、教授级高级工程师徐胜桥（图）
▲项目负责人——中铁设计桥梁研究院副总工程师、教授级高工任卫东（图中左一）
两位桥梁专家表示：
这座桥的设计背景是什么？
新建大理至瑞丽铁路全长330公里，为一级双线铁路，设计时速160公里，是我国西部交通基础设施建设的重点项目。
澜沧江大桥是大瑞铁路大理至保山段的“咽喉”工程，大桥位于我国地形最为复杂的横断山脉西段，横跨澜沧江两岸，是我国在建铁路桥梁中安全风险等级最高的桥梁之一。
桥位附近两侧山体最大坡度超过80度，部分地方甚至达到90度。峡谷内季风时间占全年一半以上，最大风速超过26米/秒（相当于10级以上大风）。桥面距江面超过270米（相当于90层楼高）。其设计和施工难度在国内外桥梁建设史上极为罕见。
2008年，铁道部进行了公开设计招标，中铁工程设计咨询集团有限公司充分利用招标机会（点击链接），提出了采用竖转法施工的钢管刚架混凝土拱桥设计方案，该方案因适应桥址条件、施工安全性好，从众多优秀设计方案中脱颖而出，成功中标。
这座桥的主要技术参数是什么？
澜沧江大桥为上承式刚构钢筋混凝土提篮拱桥，全长528.1米，主桥计算跨度342米，桥面宽度14.5米，跨度布置为（1-32+2-24+1-32）米简支箱梁+363米上承式拱桥+1-32米简支箱梁。全桥使用混凝土8.5万立方米，主体结构用钢约1.4万吨（相当于两座埃菲尔铁塔的重量），高强度螺栓11.52万套。
该大桥方案为什么采用拱桥结构？
澜沧江大桥两岸地层多为石灰岩、角砾岩等硬岩层，桥址处地形起伏大，高差大，纬度低，小气候垂直变化明显，地处V型峡谷，风力较大。拱桥方案可将铁路桥梁上部荷载通过拱肋传递至岩层，充分利用两岸地质条件；拱桥方案具有刚度大、抗震性能好的特点，完全满足铁路桥梁刚度要求。
大桥建成后如何维护保养？
澜沧江大桥拱肋采用混凝土节段，内嵌刚构骨架，不仅提高了结构刚度，而且避免了钢结构桥梁后期运营过程中的大量维护工作，可以说该桥至少百年内都不需要进行大修。
施工方案为何选择“二次”垂直旋转方式？
▲施工便道及平台
主要原因是桥址处地势险要钢管混凝土拱桥与钢结构拱桥和混凝土拱桥的对比，两边都是悬崖峭壁，无便利施工条件，无法搭建大型施工平台，常规的斜扣挂法、平转法均无条件实施。另外桥址处在V型峡谷，峡谷内年均风速5-6级，最大阵风可达10级，采用竖转法由于悬臂在空中时间短，可大大减少风对施工的干扰。
采用“二次”竖转法，可以更好地利用两侧山体作为拱肋拼装的支撑，拱肋为稳定结构，有利于控制安全风险，且施工过程中杆件位移小，安装质量有保证。施工时采用固定塔吊分段吊装，可实现多个作业面同时作业，保证施工进度。
“二次”垂直旋转是如何实现的？
▲“二次元”垂直旋转动画视频
第一步是在保山、大理等地澜沧江沿岸山体上安装施工支架，利用80吨缆索吊将拱肋拼装在支架上，拼装完成后安装竖转设备，设置竖转牵引绳。
第一次竖转将上部拱肋拉起，完成半跨拱肋连接；再向下旋转安装拱肋刚架，完成第二次竖转。
“二次竖转”角度总和为130度，桥梁单侧垂直重量达2500吨（相当于50节满载火车车厢的重量），旋转结构长度近190米。
▲利用两侧山体作为支撑，安装施工支架、拼装拱肋。
▲安装垂直旋转设备，设置垂直旋转牵引绳。
▲完成第一次垂直旋转
▲完成半跨拱肋连接
▲完成第二次垂直旋转
由于两侧山地地形限制，大理岸钢管拱必须先进行竖转，宝山岸钢管拱在完成缆索系统转换及拆除工序后，可采用同样的施工工艺进行竖转。
“二次”垂直旋转究竟有何技术难点？
技术难点主要体现在三个方面：
首先，过程复杂，第二次竖转实际上是第一次向上竖转和第二次向下竖转的结合，每次竖转过程中都要监测各索力，随着拱肋角度的变化，牵引索力和扣索力也在不断变化钢管混凝土拱桥与钢结构拱桥和混凝土拱桥的对比，设计人员必须根据现场竖转情况实时计算索力和拱肋位移，并与现场测量数据进行对比，才能了解拱肋和索力的受力情况，确保结构的安全。
其次是精度控制难度大，即一、二次竖转后接头的精度控制难度大。由于两座拱肋均为内倾提篮拱，竖转工程中拱肋弦杆为空间位移，给现场计算测量带来一定困难。如何保证八根弦杆准确对接，是一个技术难点。现场接头精度控制在允许误差1mm以内，实现理论意义上的“零误差”接头。
最后，结构安全控制风险较大，若竖转过程中遇到强风，牵引索受力在风的作用下会发生改变，拱肋也会产生一定的位移，保证结构安全尤为重要。
围绕这座桥开展了哪些研究课题？
我们承担了2008年度铁道部科技发展计划重点项目：“大跨度顶层钢管混凝土拱桥关键技术（2008G023-C）”，主要研究课题为：
●钢管混凝土刚构铁路钢筋混凝土拱桥计算理论与方法研究
● 大跨度拱桥在罕遇地震作用下的抗震性能研究
●内填钢管混凝土拱肋截面承载力研究
●成桥抗风性能研究
● 钢管混凝土刚架二次竖转施工新技术研究等。
取得了哪些创新成果？
通过以上研究，解决了澜沧江大桥结构设计、外套管钢管混凝土承载力、抗震抗风、陡峭地形区桥梁施工等一系列技术难题，提出了大跨度顶承式钢筋混凝土拱桥合理的结构型式和各项施工细则。研究成果对今后同类桥梁的建设具有很好的指导意义。目前已获得发明专利1项，发表相关研究成果论文4篇。
10
大桥完成了哪些重要建设？目前建设进度如何？
√ 2016年6月28日，大理银行首次垂直轮动开始；
√ 2016年7月26日、7月31日，大理岸完成两次垂直旋转（每次65度）；
√2016年9月19日，宝山银行完成首次垂直旋转（58度），10月16日完成第二次垂直旋转（62度）；
√ 2016年11月15日，完成钢管拱精调及接头段钢管焊接；
自6月28日至11月15日，历时141天，大桥实现竖转、钢管拱顺利合龙，目前大桥施工进度已完成65%，施工已度过安全风险最大的阶段。
√2017年6月28日，钢管拱第一根拱肋弦杆开始灌注混凝土并吊装。
目前，全桥建设已进入上部结构施工阶段，下一步将进行内填外砼的拱肋、拱上柱、梁的施工。
11
澜沧江大桥旁边有哪些桥？
位于上游的橙色悬索桥为中缅油气管道大桥，利用澜沧江大桥施工便道等临时设施修建，于2012年建成。中缅油气管道是继中亚油气管道、中俄原油管道、海上通道之后的第四大能源进口通道，包括原油管道和天然气管道，可将西南地区的原油不经过马六甲海峡输送至中国。
位于下游的这座桥叫霁虹桥，是一座在原古霁虹桥遗址附近新建的公路悬索桥，于2007年建成。古霁虹桥，史称兰津桥，在历史上享有盛名。英国著名科技史专家李约瑟在《中国科技史》中记载：“霁虹桥是世界上现存唯一最古老的铁索桥。”古霁虹桥始建于明代成化年间，是兰津古渡“博南古道”的要冲，被古人誉为“西南第一桥”。
如今，古老与现代的桥梁并肩而立，交相辉映于绝壁之上，让人感叹历史的变迁、人生的沧桑。
12
施工期间的工作和生活是怎样的？
▲现场主要协调人——中铁桥梁设计研究院高级工程师魏宇
现场安装工程师表示：
项目部位于山顶一块平地上，通讯信号十分微弱，交通极其不便，只有后来开辟的一条施工道路通向山下，这条路是通往山下的必经之路。每当夏季雨季来临，这里常常被山洪冲毁，山路崎岖不平，项目部的生活必需品必须到离山几十公里外的乡镇购买，来回要走两三个小时。
施工工作单调却充实。每天早晨7点半，项目部广播电台准时开始播放音乐。吃完早餐，施工人员和施工工人陆续乘坐大巴车前往桥位，开始紧张忙碌的一天。施工现场，大家各司其职，保障施工顺利进行。除了正常的工作，唯一的娱乐活动就是打篮球。
澜沧江大桥计划于2019年建成，大瑞铁路全线预计于2022年建成通车。届时，大瑞铁路将连接中缅国际铁路在华境内的“最后一段”，成为中缅铁路走廊的重要干线，对重塑“古代南方丝绸之路”新辉煌、促进我国与东南亚、南亚国家交流合作将产生重大而深远的影响。
▲中铁工程设计咨询集团有限公司设计的各类桥梁。
极好的，
我的中国铁路设计我的桥梁！
奇妙快车
☞
☞
☞
