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爭(zhēng)鳴|給南京長(zhǎng)江大橋“斷骨增高”就能暢通長(zhǎng)江黃金水道?

7月1日,南京市鼓樓區(qū)不可移動(dòng)文物名單出爐,其中包括南京長(zhǎng)江大橋。7月2日澎湃新聞(www.kxwhcb.com)獲悉,這是南京長(zhǎng)江大橋首次整體納入文物保護(hù)。
這意味著,對(duì)南京長(zhǎng)江大橋,今后即使進(jìn)行修補(bǔ)修繕工作,也必須向文物部門(mén)上報(bào)方案,經(jīng)專家論證后,方可進(jìn)行。
然而,圍繞著南京長(zhǎng)江大橋“鎖長(zhǎng)江”的爭(zhēng)議很難就此散去。一直以來(lái),由于凈空高度不夠,這座南京“地標(biāo)”不得不面對(duì)阻礙萬(wàn)噸巨輪在長(zhǎng)江黃金水道上航行的指摘。2014年初,其上游的安徽相關(guān)部門(mén)仍在托全國(guó)政協(xié)委員向全國(guó)兩會(huì)“捎話”,要求改造南京長(zhǎng)江大橋。
如何改變南京長(zhǎng)江大橋凈高不足的尷尬局面?澎湃新聞綜合近年來(lái)各路專家的觀點(diǎn),主要有三:一是炸橋;二是為其進(jìn)行“增高手術(shù)”,將橋梁高度頂升10米以上;三是挖條滿足通航要求的運(yùn)河,避開(kāi)南京長(zhǎng)江大橋。
不過(guò),“炸橋”這一頗為極端的方式并不為大多數(shù)人認(rèn)可。剩下的兩種方案,前者據(jù)說(shuō)技術(shù)可行,而后者看似異想天開(kāi),南京不做,并不意味著其他城市不敢想。今年5月,有消息稱,位于長(zhǎng)江出海口的江蘇南通,正在研究從長(zhǎng)江邊挖條運(yùn)河直通黃海,避免長(zhǎng)江口潮漲潮落等帶來(lái)的航道變化等負(fù)面影響。
專家曾為南京長(zhǎng)江大橋制定“增高”方案
早在2006年“炸橋”之爭(zhēng)最為火熱的時(shí)候,東南大學(xué)土木工程學(xué)院李愛(ài)群教授等曾約見(jiàn)媒體,稱他們經(jīng)過(guò)調(diào)研,制定出一份“南京長(zhǎng)江大橋整體頂升方案”。
李愛(ài)群說(shuō),炸掉大橋過(guò)于“幼稚”,根本不能算是一種解決方案,而他的方案可以實(shí)現(xiàn)保橋與疏通黃金水道兼顧。
該方案提出,通過(guò)主橋整體頂升16米,使大橋的通航凈空高度達(dá)到40米,可滿足2.5萬(wàn)噸海輪的通航要求。這項(xiàng)工程預(yù)計(jì)所需的投資金額為6~9億元人民幣,施工周期2~3年。
對(duì)頂升過(guò)程,李愛(ài)群教授通俗地解釋說(shuō),南京長(zhǎng)江大橋是由九個(gè)橋墩頂起的,要抬高大橋,也就是加高橋墩。在對(duì)主橋和引橋的橋墩、橋頭堡前期加固工作完成后,將九個(gè)橋墩和大橋的上部同時(shí)分離,這時(shí),橋的上部和橋墩之間便出現(xiàn)了間隙,接著,再用一些連接技術(shù),將這些間隙“填滿”。在橋墩“長(zhǎng)高”的同時(shí),大橋自然被整體抬高了。
在李愛(ài)群的方案中,南京長(zhǎng)江大橋?qū)凑?小時(shí)幾毫米的“生長(zhǎng)速度”最終整體抬高,這種緩慢的移動(dòng)對(duì)大橋的結(jié)構(gòu)不會(huì)有影響。就交通是否中斷的問(wèn)題,該方案也提出了詳細(xì)計(jì)劃,其中保障鐵路交通不中斷是內(nèi)容之一。
李愛(ài)群當(dāng)時(shí)介紹,雖然國(guó)內(nèi)外目前都沒(méi)有類似的大型案例,但大橋整體頂升的大部分關(guān)鍵性原理和技術(shù)都已經(jīng)成熟,只要通過(guò)科技攻關(guān),所有的工程技術(shù)難題都可以得到妥善的解決。
他還表示,長(zhǎng)江上凈空高度不夠的橋梁不少,針對(duì)不同結(jié)構(gòu)的大橋,要有不同的頂升方案。
國(guó)內(nèi)有橋梁最高增了8.6米
雖然南京長(zhǎng)江大橋的改造方案最終沒(méi)付諸實(shí)施,不過(guò)就在2006年5月,浙江湖州的屺風(fēng)大橋完成了一次令人矚目的“斷骨增高”手術(shù)。這座重4000噸的大橋,用時(shí)3個(gè)月成功“長(zhǎng)”高2.5米,創(chuàng)下當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)橋梁整體一次頂升的最高紀(jì)錄。
屺風(fēng)大橋位于浙江千噸級(jí)航道——湖嘉申線湖州段上,是2003年通車的公路橋。但建成2年后,屺風(fēng)大橋便面臨尷尬:由于浙江從2005年起對(duì)包括湖嘉申線在內(nèi)的“上海城建生命線”浙北內(nèi)河航道進(jìn)行升級(jí)改造,通航標(biāo)高4.5米的大橋無(wú)法適應(yīng)航道通航等級(jí)的提高。最終,浙江交通部門(mén)決定,讓屺風(fēng)大橋橋梁“長(zhǎng)高”2.5米。
該省港航局解釋說(shuō),如拆除重建,勢(shì)必增加湖嘉申線建設(shè)成本,并影響周邊交通,而進(jìn)行整體提升,總投資僅是重建的1/3,且可大大縮短工期。
承擔(dān)這項(xiàng)工程的是上海一家專業(yè)公司,該公司負(fù)責(zé)人介紹,屺風(fēng)大橋的抬升工程,采用的是PLC液壓同步頂升控制系統(tǒng),先將橋柱無(wú)振動(dòng)切割,相當(dāng)于給大橋“斷骨”,然后用千斤頂將主橋、引橋同時(shí)舉起,橋面懸空后再進(jìn)行連接并加強(qiáng)墩柱。整個(gè)過(guò)程全由電腦控制,同步誤差精度小于2毫米。
屺風(fēng)大橋的增高記錄在2013年被刷新。當(dāng)年3月,成都完成二環(huán)路上6座立交橋的頂升。其中紅牌樓立交橋頂升高度達(dá)8.627米,是國(guó)內(nèi)橋梁頂升的最大高度。
上海為南京長(zhǎng)江大橋“做示范”
近年來(lái),國(guó)內(nèi)陸續(xù)還有多座大橋完成“增高”手術(shù),手法都如出一轍,即先“斷骨”,然后頂起,再“接骨”。如2010年,蘭州將有“天下黃河第一橋”之稱的中山鐵橋整體提升1.2米。該工程同樣采用“千斤頂”整橋提升裝置,抬高后橋墩與橋面之間的空隙通過(guò)混凝土澆筑后實(shí)現(xiàn)了橋墩“接高”。
2011年底,上海橫潦涇大橋整體頂升工程完工,施工方使用112臺(tái)200噸雙作用液壓千斤頂,將總重10408噸、跨徑達(dá)295米的主橋橋體抬高了1.58米。該工程收到了世界紀(jì)錄協(xié)會(huì)頒發(fā)的世界上最長(zhǎng)、最重的橋梁整體頂升工程兩項(xiàng)世界記錄證書(shū)。
據(jù)上海城建市政集團(tuán)介紹,如按傳統(tǒng)的拆舊建新方式,整個(gè)工程需要大約3年時(shí)間,期間,同三國(guó)道、滬蘇浙航運(yùn)咽喉要道都會(huì)受到嚴(yán)重影響,且資金投入巨大。而采取橋梁頂升技術(shù),相對(duì)于拆除重建總體造價(jià)成本降低一半,工期也縮短一半,同時(shí)施工時(shí)產(chǎn)生的建筑垃圾少、噪音等污染少。
該工程相關(guān)負(fù)責(zé)人還稱,工程的順利完成開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)大型橋梁頂升作業(yè)的先河,“為長(zhǎng)江大橋等超大型橋梁的頂升作業(yè)提供了參考”。
“增高”是松綁黃金水道的利器?
2011年,交通運(yùn)輸部主管的《中國(guó)公路》雜志刊登了篇題為《頂升技術(shù),可否成為松綁黃金水道的利器?》的文章。該文稱,“(上海)橫潦涇大橋的大跨徑梁橋頂升工程的實(shí)施,也讓我們對(duì)南京大橋的頂升可能充滿了憧憬。”
文章分析說(shuō),南京長(zhǎng)江大橋由正橋和引橋組成。引橋?yàn)楹?jiǎn)支梁橋,對(duì)其分段頂升(10跨分成一聯(lián)),該種橋梁頂升可參考橫潦涇大橋引橋的頂升,頂升技術(shù)上不存在問(wèn)題,現(xiàn)有技術(shù)可以解決。
南京長(zhǎng)江大橋正橋?yàn)?0孔連續(xù)鋼桁梁組成,從上部結(jié)構(gòu)形式上看,蘭州中山橋整體頂升與南京長(zhǎng)江大橋正橋均為連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu),且蘭州中山橋建造年代比南京長(zhǎng)江大橋更早。從總長(zhǎng)、下部結(jié)構(gòu)形式、跨數(shù)、最大跨徑、單墩重量、頂升所需控制點(diǎn)數(shù)來(lái)看,橫潦涇大橋整體頂升與南京長(zhǎng)江大橋正橋均接近。
不過(guò),南京長(zhǎng)江大橋需頂升10米以上方能充分發(fā)揮長(zhǎng)江水運(yùn),從頂升高度來(lái)看,南京長(zhǎng)江大橋假定頂升高度要比這兩座橋高很多。超高度的橋梁頂升需要解決兩個(gè)技術(shù)難題:一個(gè)是下部支撐的穩(wěn)定問(wèn)題,另一個(gè)是頂升中的偏位問(wèn)題。
其中,下部支撐的穩(wěn)定性包含兩個(gè)方面:一個(gè)是頂升到位永久使用的穩(wěn)定性,另一個(gè)是頂升過(guò)程中臨時(shí)支撐的穩(wěn)定性。
南京長(zhǎng)江大橋下部橋墩高80米,若頂升10米,頂升后的高度為90米,比原結(jié)構(gòu)增高約12.5%,這個(gè)增高比例較小,通過(guò)對(duì)接高墩的加固不會(huì)影響到下部結(jié)構(gòu)的受力和穩(wěn)定,對(duì)于頂升后的永久使用影響較小;在頂升過(guò)程中的支撐穩(wěn)定性,可通過(guò)分次頂升等方法解決。對(duì)于頂升10米之高的水平偏位問(wèn)題,通過(guò)計(jì)算機(jī)的同步控制完成可以控制在較小的允許范圍內(nèi)。
文章最后總結(jié)說(shuō),“從以上綜合比較和分析來(lái)看,南京長(zhǎng)江大橋整體頂升技術(shù)上的可行性較大。”
也有專家反對(duì)“接肢”:可能造成災(zāi)難性后果
有贊成自然也有反對(duì)聲。
盡管學(xué)術(shù)界多數(shù)認(rèn)為,為長(zhǎng)江大橋增高可行,但也有專家對(duì)此表示擔(dān)憂。全程參與南京長(zhǎng)江大橋建設(shè)的退休老工程師車家明曾表示,給長(zhǎng)江大橋“接肢”的想法不符合實(shí)際,除技術(shù)上將面臨無(wú)可想像的困難外,施工中也存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)。
車家明稱,根據(jù)杠桿原理“重量×重臂=力×力臂”,用在大橋上,整個(gè)橋墩的高度就是力臂,“接肢”12米后,公式左邊沒(méi)有變化,右邊的乘積要大于左邊。一旦火車緊急剎車,其產(chǎn)生的巨大水平制動(dòng)力傳遞到橋墩基礎(chǔ)上,大橋的穩(wěn)定性必將遭到破壞,可能造成災(zāi)難性后果。
即使能“接肢”,千斤頂?shù)仍O(shè)備的放置也是個(gè)大難題。整個(gè)大橋需要上百個(gè)千斤頂。而這些千斤頂只能放在墩帽,但實(shí)際上那里的空間很小。
車家明還表示,引橋部分的施工也困難重重。北岸的4孔引橋、南岸的17孔引橋,采用的都是雙曲拱的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)是大拱上面還有小拱,拱與拱之間是空腹的,其間填充的是泥土,為的是既能達(dá)到強(qiáng)度要求,又能減輕橋身自重。這種結(jié)構(gòu)是一個(gè)死的結(jié)構(gòu),無(wú)法進(jìn)行任何頂升作業(yè)。
此外,正橋頂升后,引橋必須延長(zhǎng)數(shù)公里以減緩坡度,否則,汽車將從一個(gè)比大橋飯店還高很多的坡頂上“高臺(tái)跳水”才能下地,這在現(xiàn)實(shí)中也是不可行的。
挖條運(yùn)河行不行?
除“斷骨增高”,熱心的專家們還提出了其他解決方案。
一是將南京長(zhǎng)江大橋1~2個(gè)通航孔改為提升開(kāi)啟式。該方案的優(yōu)點(diǎn)是改造技術(shù)難度小,工程量小,成本低;缺點(diǎn)是施工期間需中斷大橋交通,改建后水路運(yùn)輸與陸路運(yùn)輸互相影響,通行效率低,對(duì)大橋外觀改動(dòng)較大。
二是修建船閘。該方案的優(yōu)點(diǎn)是施工期間僅需中斷部分航道,無(wú)需中斷大橋交通;缺點(diǎn)是江內(nèi)建造船閘影響通航效率,降低汛期泄洪能力,且降低閘室內(nèi)水位需耗費(fèi)巨大的能源;另外對(duì)大橋地段的自然景觀也有影響。
最讓人耳目一新的是“修建運(yùn)河”,即繞過(guò)南京長(zhǎng)江大橋修建一條滿足通航要求的大運(yùn)河,運(yùn)河上修建橋梁或隧道。該方案的優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)期間不需要中斷大橋的運(yùn)輸,運(yùn)河及其配套水利設(shè)施的建成可以增加中下游地區(qū)的防汛調(diào)控能力。
但缺點(diǎn)同樣明顯,需要進(jìn)行征地和居民搬遷,耗資巨大,估計(jì)費(fèi)用200億元左右,堪稱勞民傷財(cái)。
但南京不做,并不代表著其他城市不敢想。
5月15日,有網(wǎng)絡(luò)媒體爆料說(shuō),位于長(zhǎng)江口的江蘇南通可能在長(zhǎng)江江邊(南通段,靠近南通市這邊,而不是靠近啟東)直接挖一條運(yùn)河直通黃海(長(zhǎng)江入海口是東海和黃海交界處,南通段是黃海,上海段則是東海)。該運(yùn)河將比較寬,長(zhǎng)度約100多公里,兩岸將規(guī)劃大量船舶等先進(jìn)制造業(yè)和海洋工業(yè)。
按照設(shè)想,未來(lái)船只可以直接從黃海通過(guò)運(yùn)河駛?cè)腴L(zhǎng)江,避免了長(zhǎng)江口漲潮落潮等帶來(lái)的航道變化等負(fù)面影響。
據(jù)稱,這是有關(guān)部門(mén)委托政府智囊機(jī)構(gòu)在做的方案的內(nèi)容一部分。也就是說(shuō),這不是學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的單方設(shè)想,很大程度上體現(xiàn)了政府意圖。
如果上述消息屬實(shí),長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)的區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)之激烈,由此可見(jiàn)一斑了。





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