桑園子黃河大橋。

新型的塔肢聯(lián)系體系。

剪切型金屬消能器。

　　桑園子，是榆中縣來(lái)紫堡鄉(xiāng)下轄村鎮(zhèn)，位于黃河桑園子峽的南岸。隴海鐵路東出蘭州，第一站就是桑園子火車站。早在明朝年間，這里就有種桑養(yǎng)蠶、桑園連片的繁榮景象，桑園子地名也由此而來(lái)。這里也是絲綢之路進(jìn)出蘭州的必經(jīng)之地，“一帶一路”的重要節(jié)點(diǎn)，具有鮮明的地域文化特色。

　　李峰

　　桑園子黃河大橋，位于黃河桑園子峽谷，橋軸線與黃河斜交約60度，跨越黃河、隴海鐵路、省道公路和桑園子天險(xiǎn)文物保護(hù)區(qū)，是G312線清水驛至傅家窯公路工程的控制性工程。 橋塔為菱形“雙子塔”，南塔塔高152米，北塔塔高133米，主跨328米，為半漂浮體系鋼混組合梁結(jié)構(gòu)。大橋按八車道設(shè)計(jì)，左右幅分幅布置。左幅橋梁全長(zhǎng)949米，右幅橋梁全長(zhǎng)959米。 大橋?yàn)閲?guó)內(nèi)8度以上高地震烈度區(qū)最大跨度分幅聯(lián)塔斜拉橋，是黃河上游最寬、規(guī)模最大的斜拉橋，也是省內(nèi)采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備最多的橋梁。大橋建成后將創(chuàng)下多項(xiàng)“甘肅之最”。

　　實(shí)干篤行，創(chuàng)新致遠(yuǎn)。四新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用是桑園子黃河大橋的建設(shè)亮點(diǎn)，同時(shí)也是建設(shè)難點(diǎn)。大橋由甘肅路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司和甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司聯(lián)合承建。建設(shè)方高度重視科研攻關(guān)，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)項(xiàng)目高科技運(yùn)轉(zhuǎn)。先后與清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)、蘭州理工大學(xué)、蘭州交通大學(xué)等多所知名高校廣泛開展合作研究，深入開展技術(shù)創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、材料創(chuàng)新、設(shè)備創(chuàng)新，多項(xiàng)創(chuàng)新成果實(shí)現(xiàn)了快速轉(zhuǎn)化，科技賦能筑造智慧大橋。

　　高地震烈度區(qū)分幅聯(lián)塔斜拉橋新型體系

　　桑園子黃河大橋位于8度以上高地震烈度區(qū)，傳統(tǒng)的雙幅主梁為兩座平行獨(dú)立的結(jié)構(gòu)體系無(wú)法滿足地震作用要求。為了應(yīng)對(duì)橫向地震效應(yīng)，兩塔間設(shè)計(jì)了剪切型金屬消能器。其剪切屈服強(qiáng)度居全球之最，最大剪切屈服強(qiáng)度達(dá)8140噸。面對(duì)這一難題，該項(xiàng)目多次邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外相關(guān)著名專家、學(xué)者，通過(guò)無(wú)數(shù)次的技術(shù)研討、方案論證、適用性分析，最終研發(fā)出了一種適用于高地震烈度區(qū)的消能減震B(yǎng)RB金屬消能器，并成功運(yùn)用于工程實(shí)際。

　　雙幅主梁分離而雙幅橋塔橫向聯(lián)成整體的四索面斜拉橋，有效增加了結(jié)構(gòu)抗彎、抗扭剛度，提高了結(jié)構(gòu)的橫向抗風(fēng)、抗震性能。BRB桿件交叉布置，呈“線梭子”形狀，輕盈、空透、立體感突出，與全橋設(shè)計(jì)景觀遙相呼應(yīng)、完美結(jié)合。

　　高地震烈度區(qū)新型橋塔及塔肢聯(lián)系體系

　　由于桑園子黃河大橋位于8度以上高地震烈度區(qū)，橋面高，橋址處具有明顯的峽谷風(fēng)效應(yīng)。為了提高橋塔體系的抗震、抗風(fēng)效能，建設(shè)者們成功攻克了結(jié)構(gòu)受力和景觀需求兩個(gè)相對(duì)矛盾的對(duì)立因素，橋塔創(chuàng)造性地采用了分離式雙鉆石四索面的“雙子星”型橋塔形式，結(jié)構(gòu)輕盈、線型流暢。鉆石型橋塔的斜拉索與主梁形成了穩(wěn)定的三角受力體系，使得梁體獲得較高的扭轉(zhuǎn)自振頻率以提高其臨界顫振風(fēng)速，且橫向剛度較大，有利于抗風(fēng)、抗震。

　　塔肢橫向聯(lián)系創(chuàng)新性地采用了交叉的鋼管混凝土斜撐，空間上形成了“結(jié)”的造型和“線梭子”的景觀寓意，將蠶桑文化、絲綢文化融入到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使大橋地域文化得以清晰體現(xiàn)。同時(shí)，從受力角度來(lái)看，大大減小了塔柱橫向計(jì)算長(zhǎng)度，增加了橋塔穩(wěn)定性。剛?cè)嵯酀?jì)的鋼混組合橋塔，達(dá)到了力學(xué)和美學(xué)的完美融合。

　　鋼桁—UHPC輕型組合梁新型結(jié)構(gòu)體系

鋼桁—UHPC輕型組合梁。

　　大橋左幅第三跨跨越天險(xiǎn)文物保護(hù)區(qū)，最小跨度70米，受主橋限制，只能設(shè)計(jì)成單跨簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)。為了降低橋面板重量，繼而減小鋼主桁及桿件截面尺寸，研究并開發(fā)了一種超高性能混凝土（UHPC）材料及UHPC華夫型橋面板。

　　鋼桁—UHPC輕型組合梁相比傳統(tǒng)鋼—混凝土組合梁或組合桁架結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能更好、跨越能力更強(qiáng)、結(jié)構(gòu)自重更輕、裝配化施工程度更高。這種新的結(jié)構(gòu)體系在我省屬首次使用，為我省乃至全國(guó)的推廣應(yīng)用奠定了一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

　　極端氣候環(huán)境下全橋免涂裝耐候鋼橋梁

　　為了提高橋梁鋼結(jié)構(gòu)耐久性和環(huán)保性，降低運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)成本，建設(shè)者們及時(shí)開展了基于極端氣候環(huán)境下耐候鋼腐蝕行為及適應(yīng)性研究。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的材料實(shí)驗(yàn)和技術(shù)攻關(guān)，研究成果已成功應(yīng)用于桑園子黃河大橋全部鋼結(jié)構(gòu)。免涂裝耐候鋼橋與傳統(tǒng)涂裝鋼橋不同，耐候鋼通過(guò)自身在服役過(guò)程中產(chǎn)生的致密穩(wěn)定銹層，“以銹防銹”阻止了鋼材銹蝕的持續(xù)發(fā)展，達(dá)到了長(zhǎng)期防腐的目的。

　　桑園子黃河大橋全橋鋼結(jié)構(gòu)均采用免涂裝耐候鋼。這在我省屬首次應(yīng)用。耐候鋼橋?qū)⒁云渫怀龅募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，在桑園子黃河大橋建設(shè)中產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　紅色線梭固結(jié)構(gòu)，塔間重器消震波。大跨桁梁跨天險(xiǎn)，鋼鐵琴弦奏凱歌。桑園子黃河大橋建設(shè)者將繼續(xù)按照甘肅省公路交通建設(shè)集團(tuán)有限公司統(tǒng)一部署，團(tuán)結(jié)一致，凝心聚力，踔厲奮發(fā)，向建設(shè)“智慧橋梁”堅(jiān)實(shí)邁進(jìn)，向創(chuàng)建“品質(zhì)工程”精雕細(xì)琢，向爭(zhēng)創(chuàng)“魯班工程”匠心入魂。

　　桑園子黃河大橋的建成，對(duì)進(jìn)一步完善蘭州路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)周邊城市交通聯(lián)系和經(jīng)濟(jì)往來(lái)、改善區(qū)域交通條件和投資環(huán)境、加快榆中生態(tài)創(chuàng)新城建設(shè)具有十分重要的意義。