2026年06月17日

世界第一连续拱桥的匠心之美

——记中交第二公路勘察设计研究院有限公司双堡特大桥项目

◀设计团队交流方案

◀施工索道桥让2800多棵树免遭砍伐

▲施工现场

□楚天都市报极目新闻记者 吕锐 通讯员 聂尚杰 周圆

重庆武隆,武陵山区腹地,大洞河与小河沟两条峡谷在此交汇,勾勒出一个巨大的“W”形地貌。云雾缭绕间,两座红色连拱大桥如两道长虹,横跨于300米深的沟谷之上,与群山融为一体,蔚为壮观。

这便是渝湘高速复线的控制性工程——双堡特大桥。

这座由中交第二公路勘察设计研究院有限公司(以下简称中交二公院)勘察设计的大桥,斩获第42届国际桥梁大会(IBC)“古斯塔夫·林德撒尔奖”,被誉为桥梁界的“诺贝尔奖”,同时入选国内“十大最美桥梁”。一座深山中的桥梁,何以征服世界?近日,极目新闻记者专访了设计团队,探寻这座“双虹”背后的设计之美、智慧之美与生态之美。

“W”峡谷上写意“双虹”:

与自然共舞的设计之美

“这座桥不是‘放’进山里的,而是‘长’出来的。”该项目设计团队负责人、中交二公院桥梁设计院副院长刘琪这样形容他们的设计理念。

双堡特大桥桥长1620米,双向6车道,创新性采用2×405米双跨连续上承式钢管混凝土拱桥方案,是世界最大跨径双跨连续拱桥。然而,这个看似简洁的方案,背后却是一场长达数月的方案比选。

摆在设计团队面前的,是一道“超纲题”。桥位处是典型的“W”形峡谷地貌,桥面至谷底相对高差达320米,两侧山势陡峭,中间还有一座凸起的山脊。如果采用常规的三塔斜拉桥方案,需要在峡谷中竖起三座高塔,不仅工程量大,还会破坏天际线的完整性。

“我们站在山顶上看了整整一天。”设计团队成员聂尚杰回忆,傍晚时分,夕阳西下,云雾从谷底升腾,两道山脊在光影中若隐若现。“那一刻我们突然意识到,大自然已经给出了答案——两道拱桥,不就是对‘W’地形最好的回应吗?”

最终,双跨连拱方案胜出。与斜拉桥方案相比,拱桥方案桥长更短,造型更简洁,与峡谷形态完美契合,还节省了1.5亿元造价。

但真正的挑战才刚刚开始。

2×405米的双跨连续拱,意味着中间的“中央拱座”要同时承受两座拱桥的推力。更棘手的是,拱座下方岩溶极为发育——地质勘探显示,地表以下25至36米范围内,密密麻麻分布着溶洞、裂隙,如同一个“蜂窝煤”。传统的深挖拱座基础,就像在碎蛋壳上盖房子,找不到可靠的持力层。

怎么办?设计团队开创性地提出了“浅挖拱座+桩基础”复合式方案:浅层利用相对完整的岩层,深层则用25根直径3.5米的大直径桩基穿过岩溶区,直入稳定岩层。这个37米×40米的“巨无霸”中央拱座,比传统方案减少开挖4.2万立方米——相当于少挖了6个标准游泳池的土石方。

“拱桥的美,在于力的传递是优雅的。”刘琪介绍说,双堡特大桥的两道拱跨,像两位力士背靠背站立,各自的力量在中央拱座处相互平衡、相互成就。这种“连拱效应”,让整座桥梁的受力体系如同一首对仗工整的律诗,既有节奏感,又浑然一体。

从空中俯瞰,两座红色拱桥如飞鸟展翅,乘风而上,翱翔于武陵的崇山峻岭之间。它们没有与山体争锋,而是谦逊地顺应着地形的起伏,成为峡谷自然景观的一部分。

北斗“穿针” 数字“引线”:毫厘之间的智慧之美

如果说双堡特大桥的外形是一首优美的诗,那么它的建造过程,就是一部精密的技术交响曲。

大桥拱肋合龙的关键时刻,现场数百名工人屏息以待。两段各重一百多吨的拱肋节段,从峡谷两侧向中间缓缓靠拢。最终,合龙高程误差仅10毫米,轴线误差20毫米——比规范要求精确了近5倍。

这背后,是一套“天上看、地上算、智能调”的智慧系统在精密运转。

北斗卫星当“裁判”。 拱肋悬臂拼装时,中央拱座两侧的拱肋需要同步施工,保持平衡。但由于吊装时间有先后,中间扣塔会承受不平衡力而发生偏位。建设团队研发了集北斗定位和智能调载于一体的“扣塔智能调节系统”:北斗实时监测塔顶毫米级的位移,系统自动计算需要调整的索力,指令下达后,平衡索在几分钟内完成调节。最终,塔顶最大变位仅18毫米,相比规范限值减少了88%。

三维激光扫描做“全息投影”。 传统钢结构拼装,需要把几十米长的钢构件在场地里“试拼”一遍,占用大片土地,耗时长、费用高。双堡特大桥首次全面应用三维激光扫描数字预拼技术:扫描仪对每个拱肋节段进行“全息拍照”,生成精度达2毫米的三维模型,然后在电脑里完成虚拟拼装。这就像给孩子玩积木之前,先在平板电脑上模拟搭建一遍,哪里不吻合,马上调整。

千米缆索吊装系统“一吊双跨”。 峡谷中没有足够的场地布置两个吊装系统,建设团队研发了一套跨径900米、最大吊重210吨的缆索吊,索鞍还能横向移动17.5米。这就好比一台“巨型空中起重机”,只用一个站位,就能覆盖两座拱桥的全部吊装任务。

更令人惊叹的是,这些智慧元素并非“炫技”,而是为了解决实实在在的难题,并实现了降本增效。主拱圈采用四肢大直径钢管混凝土结构——传统方案需要六肢,设计团队优化为四根,并采用高性能材料,结构更简洁,节约工期3个月,造价减少1800万元。桥面系采用工字钢组合梁,利用吊装拱圈的同一条缆索系统来安装,又省下2个月工期。

“每一项技术创新,都是被复杂的地形和地质条件‘逼’出来的。”设计团队笑称。126项技术创新、28项专利、6项行业标准——这些数字背后,是工程师们与大山博弈的智慧结晶。

为山“让路” 为树“绕行”:与万物共生的生态之美

双堡特大桥中央拱座的施工位置,是一处陡峭的山脊,三面都是深谷。按照常规做法,需要从山脚修一条盘山便道,把设备和材料运上去。但这条路要穿过一片茂密的原始植被,要削掉半个山头,要破坏15.46亩林地,砍伐2800多棵树木。

“看着勘测图上那一片绿色,我们实在下不了手。”设计团队决定换一种思路:建一座临时索道桥,直接从空中跨越峡谷,把材料和设备“飞”过去。

这座为施工而建的索道桥,虽然最终会被拆除,但它让2800多棵树活了下来,减少了2.29万立方米废气排放,保护了15.46亩植被。后来,这座“生态索道桥”的故事被写入了工程总结,成为“工程与自然共生”的经典案例。

生态保护的巧思,贯穿在大桥的每一个细节中。

拱肋的“四肢”结构,不仅简化了施工,也减少了对山体的开挖。900米跨径的缆索吊装系统,实现了“单侧场地吊双跨”,避免了在峡谷两侧分别开辟施工场地。钢管内灌注的C70高性能混凝土,原料就来自施工开挖的石灰岩——用山上的石头建山里的桥,既减少运输碳排放,又消化了工程废料。

双堡特大桥获得的国际大奖,不仅是对中国桥梁技术的认可,更是对一种理念的褒奖:真正伟大的工程,不是征服自然,而是与自然对话;不是彰显人力,而是让力与美在山川间找到平衡。

那道横跨武陵的“双虹”,将长久地诉说着中交二公院设计团队这个关于匠心、智慧与敬畏的故事。

供稿单位:中交二公院党委工作部、桥梁设计院

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