为防止危险液体泄漏，主桥两端设置环保处理装置，通过管道与主桥连接;工程项目负责人、设计师为你揭秘湘府路湘江大桥
目前湘江上有5座大桥，最新的一座就是2006年合龙的三汊矶大桥。去年10月底，随着营盘路过江隧道的开通，新一轮的过江运动在长沙轰轰烈烈地展开，不算地铁，目前在建的就有福元路大桥、湘府路大桥和南湖路隧道，其中湘府路大桥和福元路大桥预计今年开通。
本报系列报道“超级工程·湖南重点工程解密”这一期为你解密湘府路大桥：与其他湘江大桥不同的是，除了跨越湘江这条水源生命线之外，它还同时跨越了铁路大动脉——京广铁路，这也就意味着在施工过程中需要更高的要求和难度。
本版撰文/记者王欢
[工程简介]
湘府路湘江大桥工程是目前在建的长沙南二环至南三环之间唯一一条城市过江通道，连通河东天心生态新城片区与大河西洋湖垸湿地生态公园区域。该桥位于猴子石大桥以南、黑石铺大桥以北，西起湘江西岸洋湖路与兆新路交叉口附近，与潇湘路西线通过设置上、下桥匝道与地面辅道构成简易菱形立交;东跨湘江，越过湘江路南延线、京广铁路线、书院南路和豹山路，与湘府西路顺接，与湘江路采用两对定向匝道连接，与书院路通过一条环行线互接。
大桥全长2655米，预算总投资7.84亿元，2010年9月27日开始建设，预计竣工通车时间为2012年年底。建成之后，湘府路大桥将是长沙跨江大桥中长度排名第三的大桥(仅次于银盆岭大桥和黑石铺大桥)。
[阅读提示]
整个工程分为两个标段，除了过京广线一段为二标段之外，其他的主桥引桥为一标段。
一标段跨湘江部分主桥主要有8个桥墩Z0到Z7，其中Z1到Z6为主桥墩，Z0、Z7为偏墩。
每个主桥墩分别向东西方向通过挂篮施工实现桥面修建，每两个桥墩之间一个合龙点。主桥部分共7个合龙点。其中Z0、Z7不需要挂篮，Z1到Z6每个桥墩需要两个挂篮。
彭海斌，四川路桥集团工程师。2010年9月27日，他和他的施工队来到长沙，正式进驻湘府路大桥建筑工地。在接下来的2年时间里，有14年桥梁建筑经验的彭海斌和他的团队，面对的是一系列不可预见的状况。
桥面由一块一块的块件拼接
今年4月30日，湘府路大桥一标段的施工现场，机器声轰鸣，穿着工作服的工人们在太阳底下紧张忙碌着。上午9点，彭海斌戴着一顶安全帽，站在主桥挂篮建造的地方，正用对讲机指挥一个大型起重机进行挂篮吊装作业：“慢一点，慢一点!”
截至目前，一标段的施工现场，每个主桥墩之间的挂篮施工正在进行中，其中Z2主桥墩4#块件已经浇筑完毕，准备开始5#块件的浇筑。也就是说Z2向另一个桥墩方向，已经修出20米左右长的桥面(0#块件12米长，1#到4#块件每个3.5米长，“长”可以理解为主桥的长度)。
挂篮施工，是整个主桥的重要施工阶段。在施工难度上，湘府路大桥主桥比其他大桥难的一个重要体现，便在于挂篮施工上。
彭海斌首先向记者解释了什么是挂篮。每个主桥墩上的桥面部分称为0#块件，宽32.2米，长12米。在主桥墩上浇筑完毕0#块件后，在块件两侧安装钢筋挂篮，挂篮可以向东西方向移动，浇筑好1#块件后，挂篮移动至2#块件位置，然后再进行2#块件的浇筑。而最终我们看到的桥面，就是由这一块一块的块件组成。
整幅挂篮对技术要求苛刻
湘府路大桥的挂篮施工难在哪里?在说难度之前，彭海斌先向记者介绍了普通桥梁施工过程，一般跨江大桥采取双幅设计，施工过程中可以先修好一幅，再修另一幅，这就是单幅施工。
与此不同，湘府路大桥采用单幅设计，挂篮施工需要整幅进行，宽度达到32.5米。挂篮越宽，就意味着越容易变形，一旦超过一个限度变形就会引起挂篮的坍塌。
这么一个巨型的“钢筋巢”，要在即使刮大风的情况下都不出现任何水平、直线距离上的偏差。彭海斌和他的同事们根据湘府路大桥的特点及地理环境，使用实物(吨袋)加载的方式对挂篮进行荷载试验。方法是：先在岸边制作场内装填好吨袋，再通过运输船运往挂篮下面，然后通过塔吊和卷扬机将吨袋吊上挂篮开始加载实验。加载完一个阶段，观察挂篮的变形值，记录变形数据，加载完毕后，持荷24小时，获得挂篮施工各块件的立模标高修正控制数据。这样一来，为以后挂篮悬浇提供立模标高修正控制数据。
复杂的地质环境带来不少麻烦
在接受采访时，彭海斌特意提到了复杂的地质环境、管线铺设给他带来不少麻烦。
他回忆工人在进行主桥Z1号墩桩基施工时，突然出现的溶洞群，让钻孔内泥浆瞬间下降几十米。Z5的施工过程中还发生了不小的意外。“我们的钻机打到50米的时候(实际要打到70多米)，铁锤掉了，找不着了。”最后，施工队临时制作一个长50几米的“钢护筒”下去，将底部用水泥封地，再将水抽干，才取出铁锤。光这个“小状况”，就多花了施工成本100多万。
施工进行到书院路老城区时，新情况又发生了。在这些地方的地底下，都埋着大量的电缆、光缆、自来水管、污水管、燃气等各类管线，由于这里是新老城区相结合的部位，且新城区地理位置在老城区基础上添高了好几米。不像以往新城区，管线大多在地下2到3米，这里的管线大多在地下约7到9米的位置，进行桩基施工时，很容易因为它们的突然出现，而最后放弃原来的位置。为了对付这些错综复杂的管线，工人们使出了浑身解数，小心翼翼地施工，最后，110根桩基用了8个月时间，比预期的3个月足足多出差不多2倍。
湘府路大桥挂篮施工需要整幅进行，宽度达到32.5米。挂篮越宽，就意味着越容易变形，一旦超过一个限度变形就会引起坍塌。
4000多吨的中南第一梁横空“拉”过京广线
“哐哒——哐哒——”，这是京广线上火车的声音，平均每半个小时经过一趟。 距离火车铁轨的最近距离不过20米远，是湘府路大桥二标段(跨京广线段)的施工现场。湘府路大桥除了跨湘江，还将跨过中国南北交通命脉之一的京广铁路。而对于湘府路大桥二标段(跨京广线段)项目负责人、中铁二十五局工程师胡仕来说，最大的难题在于，不能在铁轨正上方的区域直接进行桥梁的桥面浇筑。
“中南第一梁”提前预制
5月2日。湘府路大桥二标段(跨京广线段)施工现场，作业工人曹文爬上了高高的脚手架，将水泥混凝土浇筑在几个钢筋架子上。他和他的同事们将要完成的，是先将一块长70米、宽38.5米、高3.8米、重4000多吨的箱梁(即铁路正上方的湘府路大桥桥面部分)做好。然后再直接把它拉到铁路上方，减少铁路正上方的桥梁施工程序。这块箱梁被誉为“中南第一梁”。当时，还只进行到十分之一左右。
此前，外界一直好奇的是，“如此庞大重量级的中南第一梁，如何在京广线上架起来呢?”胡仕哈哈大笑：“没传得那么玄乎。” 他说，箱梁制作完成后，采用单点拖拉法，“在京广线上架起导梁，再用一个高压油顶将这个箱梁顶过京广铁路。”
高压电网上80厘米的作业
对我们而言，这个顶推箱梁的过程不难想象，把铁轨正上方的一块桥面在别处做好，然后在铁轨东西两侧(京广线是南北走向)已经建好的桥梁部分搭起导轨，最后把这块桥面“推拉”88米后到位。(如示意图)
但对胡仕而言，问题要复杂得多。
首先是安全问题，京广铁路是电气化铁轨，距离地面铁轨7米高的空中是电网，电压高达13000多伏。而顶推过程的作业面在电网之上，距离电网只有80厘米。而这个作业过程的安全距离是距离电网2米以上。远低于安全高度的作业面，给胡仕出了难题。为此胡仕和他的团队将临时搭建一个防电棚，完全绝缘、透明且封闭的，工人们将在这个防电棚里完成施工。
需找与铁路天窗点的契合
另外一个重要的问题是时间。把一个重4000多吨的大家伙“推拉”88米，想象起来简单，而实际上麻烦的多，胡仕说每个小时只能拉五六米的样子。
他最初的想法是，申请“封闭铁路”，最少保证一天一个小时。但实际的情况是，京广线的两头，是两个极其重要的乘客与物流输送城市：北京与广州;与此同时，还连接了6个省会以及多座大中城市;同时也是中国运输最为繁忙的铁路。它中断哪怕一分钟，可能带来的损失或许都将以千万计。
胡仕最终的打算是采取折中的做法，跟广铁集团申请“天窗点”(即铁路定时检测修缮的时间)，让这个天窗点与他的施工时间重合，在这样的理想状态下，京广线的中断就不会有额外的损失了。这个项目，最迟须在6月份完成。
添乱的还有溶洞
胡仕说，整个二标的开工，在最开始就有些滞后。2010年5月份，胡仕就已经拿到了相关单位下发的施工批文，但由于地质勘测比想象中复杂，最后，光在这块，就比原计划多耗费了将近半年的时间。
而复杂的地质还给他的施工带来了麻烦。跟一标一样，虽然没有涉及到水下作业，但地质多溶洞、穿孔，胡仕也碰到过需要把桩基再加深20米的情况。为了赶工期，有时候，即使下大雨，在保证安全的情况下，胡仕都会让他的160多名工人冒雨作业。今年春天雨水多，胡仕急得几个晚上没睡好觉，工人们衣服全打湿了，胡仕吩咐工作人员买来几台烘干机，专门从外面请人来烘衣服。
部分桥面，非机动车道挂在桥面下方
[设计师访谈]
华波，中国市政工程西北设计研究院高级工程师。2009年4月份，他和他所在的团队接到了来自湖南长沙的大桥前期设计任务。
他有十多年桥梁设计经验。湘府路大桥的设计复杂程度却超过了他最开始的预计。“光桥型方案设计就花费了近一年时间，也最让人头疼。”华波说。而之后，又花费了5个月时间，对整个桥体进行设计修改以及方案完善。“最终在合同期内完成任务，我们舒了一口气。”华波说。
附近有机场
桥面建筑不能超过35米
大桥设计标准为城市I级主干路，设计车速50km/h。
华波遇到的第一个难题是：大托机场距离桥址区的水平距离只在4公里左右，而满足飞机正常的起飞和降落，桥梁建筑高度不能超过黄海高程100米。这个100米意味着，在目前湘府路选址的这一段湘江水面不能有超过100米的建筑。华波介绍，桥面距离水面有将近65米，也就是说桥面上不能有超过35米高的建筑，这一下就否定了华波原来看好的带塔悬索桥(类似银盆岭大桥)设计方案。
怎么办?华波和他的团队苦苦思索，方方面面都要考虑到，安全同时还要做到节约成本、尽可能缩短工期，为此，华波和他的同事们熬了无数个通宵。2010年初，经过反复修改和专家审核，最终于2010年4月份，敲定现在的实施方案。
湘府路主桥设6个主桥墩(Z1到Z6)，两个偏墩(Z0、Z7)。主墩之间的距离为120米;Z0到Z1，Z6到Z7之间分别都是65米。
考虑到结构受力复杂，设计采用最成熟的施工工法——普通挂篮施工;与此同时，主桥(桥宽32.5m)采用整幅布置箱形截面，大幅减少了施工挂篮数量和基础施工费用。
靠近取水点
设置危险液体搜集系统
跨江修桥，饮用水源的保护问题不容忽视。
湘府路大桥在黑石铺大桥和猴子石大桥之间，靠近黑石铺大桥附近有两个取水口，而靠近猴子石大桥的桥址区也有两个取水口，“一个我们必须考虑的问题是，桥面一旦有车发生危险液体泄漏，这些液体将会大量流入这些取水口，后果不堪设想。”
如何避免?这几乎是华波和他的同事们最慎之又慎考虑的问题之一。
最后形成的设计方案是，在主桥低端两侧设计两根500毫米直径的收集管道，管道贯穿桥梁;桥梁两端，河东与河西各设置两个危险液体处理池。一旦桥面有危险液体泄漏，将通过管道流入处理池。经过无毒化处理后，再排入湘江。光这个设计，从桥梁专家到环保专家，都经过了严格的审核和反复修改。华波说，这种情况他遇到的并不多。
铁路电气化
立柱间距短
人行系统布置于箱梁悬臂板下
湘府路大桥需跨越京广线，早在施工之前，都被外界普遍认为是这个工程最大的难点。京广铁路电气化立柱布置间距大约是每40到50米，大桥需从两个立柱之间穿过，桥面宽度自然而然受到影响，京广线是我国一条交通要脉，如果加宽桥面宽度，势必要改造局部京广线电气化铁路，产生的影响和投入均是巨大的。
在华波的设计中，开创性地将人行系统布置于箱梁悬臂板下，在京广线上方的桥面部分，下方装置一个透明的、全封闭的防护屏，市民行走在这个空间里，连片瓜子壳都扔不下去。这样，既节约了桥梁结构空间，又能使人行非机动车交通组织顺畅。
湘府路大桥有何与众不同
跟橘子洲大桥比：地质差多了
橘子洲大桥，于1971年9月6日正式开工，1972年10月1日建成通车。当时的桥型设计也是采用的最简单实用的双曲拱桥，桥体为钢筋混凝土，全长1250米，主桥21跨，其中正桥是17跨双曲拱桥，最大宽径76米，桥面净宽20米，其中车行道14米，两边人行道各3米。共有18个台墩，在橘洲上有支桥，支桥长282米，宽8米。大桥虽然简单朴实，但可谓举全市人民之力，它是长沙市第一座跨湘江的大桥，有历史性的意义，真正实现了后来歌谣当中传唱的“从河东走到河西”。
而湘府路大桥工程概算总投资为7.84亿元(原预算达13亿元，后通过修改桥面设计等方面，缩减了6亿元)。
长沙地质南高北低，在地质史上，湖南的地质层曾发生过间隙性掀斜式的升降运动，南部地质抬升量较大，向北逐渐减少。 “越到北边地质是越好越稳定的，少溶洞、少断裂带。”中国市政工程西北设计研究院高级工程师华波称。这也意味着，理想状况下，从地质难度上而言，建造湘府路大桥是目前已建大桥中排名第二的(次于黑石铺大桥)。
跟银盆岭大桥比：只能是平面桥
湘江二桥又称银盆岭大桥，距湘江一桥(橘子洲大桥)约3.5公里，为“双塔单索面预应力混凝土斜拉桥”。
该桥东起伍家岭，西至银盆岭，主桥总长1025米，大桥全长3616米，双向4车道，桥面宽25米，其中机动车道宽15米，两侧非机动车道各3.5米，人行道各1.5米。大桥共有桥墩159个，总投资1.45亿元。1987年兴建，1990年12月建成竣工，1991年1月30日建成通车。是319国道上的一座重要枢纽桥梁。据悉，该桥建成之初还是中国跨度最大的双塔单索面斜拉桥。
双塔单索面斜拉桥相比平面桥，除了外观构造更时尚漂亮，在承载力、桥梁坚固度方面，可能也要更胜一筹。但是，桥梁总设计负责人、中国市政工程西北设计研究院高级工程师华波告诉我们，由于附近有机场，湘府路大桥不能进行悬索桥的设计。
已建的跨江大桥中，橘子洲大桥和猴子石大桥都是平面桥设计，黑石铺大桥桥型为三跨中承式钢管拱桥，虽然也靠近大托机场，但桥体上桥塔很矮，高度在安全距离以内。
另外，湘府路大桥还是唯一一座单幅构造的桥。相比双幅桥，单幅桥的施工难度要大很多，但可以很大程度上缩减工期。“工期可以缩短5到6个月左右。”
跟黑石铺大桥比：环保投入巨大
湘府路大桥位于猴子石大桥以南、黑石铺大桥以北，距两桥各2.2公里。
黑石铺大桥，工程概算投资4.86亿元，于2004年5月28日正式竣工通车。大桥全长3068米，其中主桥长1815米，桥面宽29米至34米，设计双向6车道，通行时速100公里/小时。与目前已有的跨湘江大桥相比，创长、宽、时速之最，规模也在同类型桥梁中为全国之最。
1996年12月18日，长沙绕城国道建设正式开工。1999年10月30日，35公里长的绕城国道西北段竣工通车，同年12月，32公里长的西南段又拉开了建设大幕。当施工难度最大的黑石铺大桥建成通车时，长沙国道绕城高速公路终于全线贯通。
湘府路大桥的总投资是黑石铺大桥的将近两倍，一个最重要的原因是施工难度更大(包括跨京广线、复合式立交等等)，而相对于黑石铺大桥，湘府路大桥还有一个或许不为人知的施工难度：它靠近取水口，在环保方面投入巨大，而建造黑石铺大桥的时候，附近还没有取水口。
责编：袁连贺
来源：潇湘晨报
