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七里河黄河大桥建设纪实 :一座桥给一座城的城建启示
2011-03-31 来源:兰州晨报
“一桥飞架南北,天堑变通途”,在诗人的豪情背后,歌颂的不仅仅是桥梁的宏伟,更应该是对桥梁建设者们艰辛劳动的赞美。

    在黄河上建一座桥梁不易,在黄河上拆除一座桥梁也是异常艰难。正在拆除加固中的七里河黄河大桥,在异常艰难之中,给这座城市留下了诸多思考。

    “一旦一辆超过60吨的大货车快速经过‘牛腿’部位,出现裂痕的‘牛腿’断裂,那就会出现桥面垮塌、车辆掉入河中的惨剧,这不是危言耸听。”

    2009年6月的一个早晨,兰州市政工程管理处桥梁管理维修所的职工裴涛照例骑着摩托车对七里河黄河大桥进行安全监控,当他和同事来到每天都进行测量对比的大桥第三跨防护栏杆时,眼前的一幕让他惊呆了,那个原本只有小裂缝的防护栏杆一夜之间下沉了一大截,他小心地用随身携带的钢卷尺一量,防护栏杆下沉了10厘米,并且裂痕两侧桥面出现近2厘米的高度差。

    究竟大桥出现了什么问题,让原本平整的桥梁防护栏出现了断裂下沉?裴涛骑着摩托车迅速返回桥梁维修所向主管领导进行了汇报,由于所里没有专业的桥梁监测设备,只有租船从桥梁下部进行肉眼观察,但船离桥梁还有一段距离,通过望远镜依稀可以看到在悬壁梁与“T”型梁结合的“牛腿”部位出现了裂缝。

    为了进一步弄清桥梁的“伤情”,桥梁维修所使出看家本领,自己在短时间内研发了险情观测“吊篮”,即将一吊篮挂在桥梁栏杆上,人沿着梯子进入悬在空中的“篮中”,近距离观测桥梁底部,进入篮中的市政工程技术人员在桥梁底部发现了更加严峻的问题,“我们发现桥梁由南向北第三跨,承担吊梁的悬挑梁突出部分(牛腿)出现裂缝和压坏迹象,吊梁下沉与悬挑梁错位约8cm;吊梁所在伸缩缝处栏杆上下错位,吊梁部分栏杆下沉约10cm”。

    在一张发黄的图纸上,出现裂缝的“牛腿”支撑着重达107吨的“挂梁”,这根“挂梁”就是一块混凝土桥面,而桥面下方没有桥墩,桥面两侧呈“楔形”挂吊在两段双悬臂“T”梁之间,而承担这片“挂梁”重量的就是“挂梁”与“T”梁结合部位,像牛腿部关节一样,形成伸缩缝故称为“牛腿”,而如今支撑“挂梁”的“牛腿”出现了裂缝、损坏。

    “一旦一辆超过60吨的大货车快速经过‘牛腿’部位,出现裂痕的‘牛腿’断裂,那就会出现桥面垮塌、车辆掉入河中的惨剧,这不是危言耸听。”

    很快,一份紧急报告从相关部门层层上报,桥梁专家随之到现场反复察看论证。最终,根据专业桥梁检测公司对桥梁进行检测评估后得出结论,七里河黄河大桥已“年过半百、病入膏肓”,处于危险状态,需进行大修、加固或改扩建。于是,川流不息了半个世纪的这座老桥先后被禁行、限行、封闭拆除。

    “七里河黄河大桥是第一座由中国人自己设计,在黄河上新建的最大跨度的钢筋混凝土悬臂梁桥,在那个年代,它的建成对兰州桥梁建设奠定了坚实的基础……”

    “七里河黄河大桥是第一座由中国人自己设计,在黄河上新建的最大跨度的钢筋混凝土悬臂梁桥,在那个年代,它的建成对兰州桥梁建设奠定了坚实的基础……”兰州市政管理处一负责人这样认为。

    翻开尘封的《兰州市志·市政建设志》,在《桥梁》一栏中有这样的记载:“七里河黄河大桥始建于1956年10月,1958年11月竣工通车,投资540万元。由铁道部第一设计院设计,乌鲁木齐铁路局桥梁工程队修建。该桥上部结构为七跨钢筋混凝土双悬臂加挂梁结构,全长276.12米,桥面总宽18.40米;下部结构为重力式墩台,它是当时国内新建的黄河上最大跨度的钢筋混凝土悬臂梁桥。”

    回到那个百废待兴的年月。全国解放后,黄河兰州段上唯一的一座大桥就是中山桥,由于设计标准低,只有两个车道,载重及行驶速度已不能适应城市发展的需要,载重10吨的车辆不能通过。从兰州火车西站卸下的货要绕10公里才能运到北岸。1956年,兰州工农业生产迅速发展,物资调运日益频繁,仅中山铁桥已远远不能适应需要,故决定兴建七里河黄河大桥。七里河黄河大桥的桥位是按照兰州市城市一版总规划要求确定,经中国桥梁专家多次现场研究,并经当时苏联都市规划专家格则尼可夫·马克西莫两次踏勘才选定的。

    但记者发现,《兰州市志·市政建设志·桥梁》中已注明:“七里河黄河大桥设计时无防止落梁措施,虽有碇梁及吊梁固定支座,但均不足。所以,经批准,该桥被列为1981年国家抗震加固重点项目,主要是对各支座都采取防止落梁措施。 ”据记载,七里河黄河大桥抗震加固工程由原兰州市市政工程局桥梁抗震小组设计,局属水电安装队承担施工。于1981年11月中旬正式开工,1982年5月14日竣工,工程总造价10万元。

    上述资料表明“防止落梁”早已是七里河黄河大桥技术上的“软肋”,但从其1958年11月通车,至2009年6月10日发现隐患,已时隔整整50个年头,已基本达到了该桥设计初安全使用50年的年限。

    更何况经过50年的发展,车辆载重能力不断上升,大量荷载上百吨的大型货车也驶上了这座老桥,而七里河黄河大桥的荷载能力为“汽车13吨,拖车60吨”,即单车的吨位不能超过13吨,而如今市区内限载10吨的货车超载拉15吨的现象十分普遍,严重的超载和大吨位货车的碾压也加快了老桥的衰落。

    根据专家评审,兰州市最终决定对桥梁进行维修加固,加固方案是对“病桥”的上部结构进行拆除,保留原有桥墩进行加固后更换新型钢梁,将桥面加高加宽。

    “那时候,黄河上游还没有刘家峡这样的水电站,人们对汛期的黄河水没有任何调剂手段,可以说,当时的施工队在比现在更为恶劣的施工条件下,他们用手推车、简单的模板创造了中国桥梁史上的奇迹。”

    烈日下,七里河桥的拆除现场传来阵阵“嗒嗒嗒”的巨响,那是数台挖掘机在费力地“啃咬”着七里河黄河大桥桥北跨线桥的混凝土基础,七里河大桥拆除加固项目监理胡登沅先生正在现场望着结实的混凝土出神。“唉!胡工,你发现了没有,这上世纪五十年代的工程质量真不错,你看这混凝土密实度,根本没有一点是虚空的。”站在一旁,同为担任该桥项目监理的陈光荣感慨地说。

    其实,从大桥开拆以来,胡登沅就发现,虽然这座老桥已有了致命的“病害”,但是一些桥梁建设的细节还是值得学习的。胡登沅发现,在大桥桥墩的支座顶部和桥梁的接触面上有一层约2厘米厚的铅板,相对同样厚度的钢板而言,铅板较软、弹性好、更适合减震,减轻了过桥车辆对桥墩的冲击力。此外,在每个桥墩支座上,旧有的桥墩支座四周设计有回形槽,槽内浇筑了宽8厘米、深50厘米左右的沥青,胡登沅认为,当重型车辆经过桥梁时,沥青起到了很好的缓冲作用,减缓了过往车辆对支座的冲击力,起到了很好的防震抗震作用。

    相比较而言,监理陈光荣最大的感触是这座老桥在拆除过程中,一跨、二跨、三跨的横截面,钢筋的密度都不一样,尤其是第三跨,仅一个横截面就多出了十几根钢筋。“这说明当时的设计者充分计算了车辆上桥过程中不同速度对桥面的冲击力和压力,从而根据数据对每一跨桥梁的钢筋配备进行了科学的计算,这一点不得不佩服那个年代的专家。”在陈光荣看来,那个年代我国的许多建筑技术都源自当时的苏联。

    “在拆除过程中,混凝土密实度和强度令人惊讶,还有每一跨的钢筋都随受力大小而疏密不同,在桥墩支座与梁体之间放置了比钢板更加柔软的铅板,在支座的周边有8厘米宽的沟槽,里面灌满沥青,这些都会大大减缓车辆过桥时因震荡而产生的冲击力……在那个年代,材料、技术都有限的情况下能修建出如此稳固的桥梁实属不易,我当了几十年监理,工程质量如此好的桥还是第一次见。”陈光荣感慨地说。“那时候,黄河上游还没有刘家峡这样的水电站,人们对汛期的黄河水没有任何调剂手段,可以说,当时的施工队在比现在更为恶劣的施工条件下,他们用手推车、简单的模板创造了中国桥梁史上的奇迹。”胡登沅这样评价。

    “之所以用铅板并不完全是为了防震,而是因为当时支座与悬梁的接触面不太平整,铅板较软,适合填平不太规则的空隙,从而使支座能够百分之百充分受力,而支座周边的沥青主要作用还是用于防渗。”铁道部第一勘察设计院一位当时参与七里河黄河大桥建设的专家接受采访时,破解了监理们心中的谜团。

    “银滩大桥南北上下桥都无法进行流畅的交通组织,小西湖立交桥又不能左转弯,而这些大桥都是近十年内才修好的,在交通组织方面却无法与上世纪五十年代修的这座老桥相比,实在惭愧!”

    2010年,对这座老桥的拆除过程中,作为施工方项目部经理的周利勇发现,拆除这座老桥的难度一点不亚于建一座新桥。在艰难地用架桥机将笨重的双悬臂“T”梁进行切割分块吊装破碎后,他又面临着深水桥墩加固的难题。

    要进行桥墩加固,必须进行围堰施工,施工队伍从2010年3月21日进场后不久,就进入了黄河汛期。尤其是三号墩正处于黄河主河道的中心区域,水流湍急。而且桥墩下部积满了“沙夹石”,抽水泵一抽,就有大股的水流从沙夹石向上冒,在这种情况下,桥墩底部的水位降不下去,就无法进行混凝土加固。而对桥墩的加固需要对桥墩表面进行凿毛、打孔、植筋,然后进行混凝土浇筑,使旧的桥墩外围再“穿上”一层15厘米厚的“棉衣”,这个过程需要一定空间,也需要桥墩干燥,而在汛期,就无法进行施工。

    “你信不信,牛一样大的石头放进去一眨眼就找不见了,在这样的情况下,我们只得对处在急流中的3#、4#桥墩水面以上的部位先进行加固,下半截就等冬季枯水期再进行混凝土加固。”周利勇望着一半在水里一半在空中的桥墩,说只能用这个见缝插针的办法。“现在,在水流湍急的黄河中对桥墩进行加固维修尚且这么难,在上世纪五十年代,人们在更加艰难的环境下建这样一座坚固的大桥,难度可想而知……”周利勇也为前辈们的创举而折服。

    其实,周利勇所面临的难题,在半个世纪前七里河桥的施工现场也同样遇到过。

    “当时,在黄河上建这样的大桥,最困难的是桥墩基础工程。为了在地质不良的黄河上建成这座桥梁,使它固若磐石,大桥的建设者们创造性地运用了气压沉箱施工,克服了三号墩位于主流,河床地质为松软云沙岩,土壤不稳定的困难,并且打破了常规,在冬季和洪水期继续施工,这在我国桥梁史上还是第一次。在2#、3#桥墩的施工中,为了缩短工期,降低成本,改变了施工方法,采用了两个圆形沉井,代替原设计长方形沉井,减少了钢板桩围堰的支撑困难,加快了沉井下沉的速度……”谈起这座上世纪50年代建的大桥,铁道部第一勘察设计院一位知情专家如数加珍娓娓道来。

    “除了工程质量外,当时的专家们还充分考虑了大桥与两岸马路的衔接和交通组织,具有一定的前瞻性,比如黄河桥南预留的涵洞就为后来的南滨河路从引桥下方穿过留下了空间,由此可见,七里河黄河大桥的修建至少实现了50年内不落后的目标。而我们现在修的一些桥梁,如银滩大桥,南北上下桥都无法进行流畅的交通组织,小西湖立交桥又不能左转弯,而这些大桥都是近十年内才修好的,在交通组织方面却无法与上世纪五十年代修的这座老桥相比,实在惭愧!”一城建专家感慨地说。

    “那时候,无论是水泥的标号还是钢筋的强度都与现在没法比,双悬臂‘T’型梁与挂梁相结合的这种技术现在早已不用,上世纪七十年代修建的城关黄河大桥就采用了新技术,首次采用了预应力箱式连续梁,整个桥梁是一个整体,桥梁中间都是空心的,可以安放很多管网,桥梁的制作都是预制好后进行吊装,而不是进行‘现浇’,这次七里河黄河大桥上部结构将采用更为先进的‘钢混简支梁’,将大大减轻桥梁的自重,桥梁的支座也是加工好后直接进行安装就行了,而且,用于缓冲防震的材料都采用橡胶,这样更富弹性。”兰州城建设计院一专家这样认为。

    这位城建专家还意味深长地说:“虽然说无论从技术、材料和施工设备方面,那个年代与现在的科学技术水平都没法比,大部分施工比较原始,主要靠人力,但是,那时候人们思想单纯、干劲足,更有着对建设项目强烈的责任心……”

    
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