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發布日期:2024-02-04 來源:省科協調宣部 武漢科技報
從嘉魚長江大橋到漢南長江公路大橋,從中法友誼大橋到丹江口水庫特大橋……從業二十一年來,湖北省交通規劃設計院股份有限公司正高級工程師廖原用一座座具有首創意義和示范效應的經典橋梁踐行著技術報國的初心。
戴著一副眼鏡,一張和藹的笑臉,面對記者的采訪,廖原打開了橋的話匣子,兩個小時都停不下來。說到技術疑難處,他干脆擼起袖子,鋪開圖紙、寫寫畫畫、力求聽者無惑。

丹江口水庫特大橋創世界紀錄
丹江口水庫系南水北調中線源頭、國家一級水源保護地。在這樣一個位置很敏感的地方建橋,水中不能有橋墩,壓力可想而知。
但水庫特大橋的建成,不僅打破了西班牙盧納橋保持37年的部分地錨式斜拉橋橋梁跨徑第一的世界紀錄,還是世界最大跨徑鋼混組合梁斜拉橋。建橋時還創造了兩項世界“首次應用”:首次應用世界最大的無軸力連接裝置、首次采用鋼-UHPC輕型組合橋面板。

“當時對斜拉橋、懸索橋、拱橋這三種橋型做了充分的比選,地錨式混合梁斜拉橋成為了我們設計丹江口水庫特大橋的首選橋型。”廖原回憶,但這一橋型當時世上最大跨徑僅為440m,但跨越丹江口水庫主跨必須大于760m,跨徑增大對這一結構提出了新的挑戰。
廖原敢于挑戰,帶領團隊一起從結構體系研究出發,經過幾個月日以繼夜理論計算分析,終于研究出地錨式斜拉橋合理的“邊中跨比”。然而如何設計出經濟節約、耐久的工程呢?組合梁成為突破口。他和團隊克難攻堅,研發出一種新型鋼-UHPC輕型組合梁形式,即UHPC層通過與鋼箱梁橋面組合,兼具結構層和橋面鋪裝功能,既可增大橋面剛度,減輕結構自重,又能解決傳統鋼橋面鋪裝層易損壞和疲勞開裂問題。
丹江口水庫特大橋貫通的最后一道重要工序,是要在大橋跨中安裝世界最大的無軸力連接裝置。“這一裝置可以讓1600個螺栓實現毫米級對齊,整個大橋合攏花了不到6小時。”廖原告訴記者,可調節限位無軸力連接裝置具備主動調節和鎖定功能,如同能主動伸縮的彈簧,輔助大橋主梁更好地應對各種力量“牽制”,釋放主梁軸力和縱向變形。
與橋結緣 十年磨一劍挑大梁
直到2016年,廖原才第一次獨立設計橋梁。此前,從繪圖員、分項負責人到大橋總體負責人,他擔任了14年的“不同角色”。
在他看來,橋梁設計是一份要極盡嚴謹而且要耐得住寂寞的工作。逢山開路、遇水架橋,橋梁建設,要防洪水、防地震、防撞擊,技術含量高、施工風險大,風險重重,任何一個細節都容不得絲毫錯誤。
2019年11月28日,嘉魚長江公路大橋正式通車。它標志著湖北沿江8個地級市,全都有了跨江大橋。
該橋主跨920米,是目前世界上跨度最大的非對稱混合梁斜拉橋。橋梁的主跨是鋼梁結構,邊跨是混凝土結構,鋼混結合段處軸力高達2萬噸,原有的鋼混連接構造以承壓傳力為主,已無法適應傳力和抗疲勞的要求。廖原帶領團隊負責設計時,集思廣益,創新性設計了新型 “大尺寸鋼格室+PBL剪力鍵+后承壓板+填充RPC”鋼混連接構造,實現“承壓+傳剪式”組合傳力,其傳遞軸力的能力提升至3萬噸。
不僅如此,嘉魚長江公路大橋還取得多個“世界第一”“中國第一”的工藝工法創新:包括在全球率先采用U肋與頂板熔透連接和免定位焊接、裝配內焊一體化技術新工藝,大幅提升橋面抗車載疲勞性能,為解決鋼橋面正交異性板疲勞這一世界性重大技術難題做出了貢獻;首次采用主梁頂推粘滯性阻尼器,實現了主橋全天候智能頂推合龍等。2021年,嘉魚長江大橋獲得年度全球道路聯合會(IRF)杰出工程設計獎(GRAA)。
多年來,廖原一直堅守著這樣的創新設計理念,要讓橋梁和地形更匹配,做到因地制宜、受力合理、建設經濟、施工便利。
在武漢三官漢江公路大橋(即中法友誼大橋),為了降低自重和滿足受力要求,他設計的寬幅大懸臂加勁隔板主梁截面形式可大幅節省上部結構材料用量,與常規的單箱多室主梁截面相比,其主梁砼用量指標節省約11%、節約混凝土方量1698立方米,主梁預應力鋼束用量指標節省約27%。

天塹變通途,飛“橋”迎人生。游走在祖國的大好河山間,廖原帶領著團隊讓一紙紙藍圖實現立體空間的跨越,書寫著湖北橋梁軍團的美好故事 。