能越过虎跳峡的猛虎现身了？看猛虎如何跃大江

　　撰文马永红
　　丽香铁路金沙江大桥（摄影谢明）
　　云南省丽江市与迪庆州（州府为香格里拉市）之间，有一道由湍急的金沙江水冲涤出来的、极窄的陡峭峡谷，因传说有猛虎跃过，故人称虎跳峡。千百年间，虎跳峡以奇景吸引着数不尽的游人，但跳过虎跳峡的虎，何曾有人遇见？现在，跃峡的虎真的来了丽香铁路金沙江大桥。该大桥于2015年10月开工，2020年10月合龙。让我们一起来看看这只虎吧！
　　火车要过江
　　虎跳峡丽江岸有玉龙雪山，香格里拉岸有哈巴雪山，两岸山崖平均坡度大于40度。高山之间的深切峡谷几乎没有平地。而山风作为这里的原住民，常年在峡谷中肆意游荡。
　　峡谷底部的两侧有路，是两车道的景区公路。若有滚石，砸人、砸车的命中率会极高。
　　这样的山谷，想跳过去的老虎首先它得是矫健的，如此才能在陡坡上站稳；其次它应是轻盈的，这样才不会踩落山石；第三它须是体壮的，不然会被风吹歪了身形；第四它还该是透风的，否则产生的风阻将产生可怕的破坏力真难。
　　但是，我们现在需要有一只老虎跳过峡谷去，不论多难。
　　因为火车要来了。
　　2014年10月，丽（江）香（格里拉）铁路宣布动工开建。这条全长不足140千米的高原铁路是典型的山区铁路，需要在穿山越涧中推进，桥隧比高达72。9，施工难度非常规铁路工程可比。过金沙江时，列车刚于右岸穿出隧道，即刻又要钻入左岸的隧道。两岸隧道口相距924米，与江面垂直距离约250米。这里，就是虎跳峡，
　　显然，虎跳峡需要一座桥。这座桥应该像传说中矫健的老虎一样一步跨过峡谷，还必须具有以下特点：轻盈、体壮、透风。
　　谁能当猛虎
　　最轻盈的桥型莫过于悬索桥。
　　悬索桥又叫吊桥，由源自中国的古老索桥发展而来。现代悬索桥主要由主缆索、主塔、锚碇（dng）和主梁4个部分组成。
　　在主缆索上安装吊杆（摄影谢明）
　　吊杆全部安全完成（摄影谢明）
　　主缆索，就是又长又结实的绳子，抗拉经拽，是悬索桥的标志性构件。理论上，绳子有多长，桥就可以建多长。主缆索一般来说有两根。
　　主塔，其实是支架。主缆索从一头牵至另一头，中间会自然下垂，为保证最低下垂点与水面之间有足够的距离，就需要用主塔（支架）把主缆索顶起来。理论上，主缆索越长，主塔就会越高。主塔可能有一座、两座或更多座。
　　锚碇，是蹲着的大力士，它们在两头紧紧拽住主缆索。
　　主梁，是铺设桥面的功能构件。它需要直接承受来自桥面的一切荷载，然后传导给主缆索因为主梁是通过一根根吊杆悬挂在主缆索上的再由主缆索传导给主塔和锚碇，最后由大地吸收化解。
　　悬索桥可以没有水中墩，不必考虑沟涧的深切程度和水流的湍急程度。而且，它极简的造型与超强跨越能力，非常适合运输不便、自然条件苛刻的高原山区。
　　因此，在虎跳峡这个长924米、深250米的尺寸框定的空间里，悬索桥是猛虎的最优选择。
　　但是，相对于其他桥型来说，悬索桥柔性有余，刚性不足，虽已在公路桥梁领域得到广泛应用，但在铁路桥梁上尚缺乏经验。
　　2014年的时候，中国还没有一座铁路悬索桥，全世界也屈指可数。
　　要过江的火车，能接受一位温柔的猛虎吗？
　　如何让猛虎虎虎生威
　　恒定的荷载是绝对的存在，承载能力却是可以改变的相对值。不论猛虎多么温柔，它都是虎，我们只要提高它的刚性，让它足够威猛就可以了。
　　火车和火车行驶带来的荷载不能改变，我们就来改变桥好了。
　　924米的区间，根据计算，悬索桥两塔之间的跨度为660米。这将是世界上最大跨度的铁路专用悬索桥。
　　桥型确定、跨度确定，主塔高度自然也确定了，我们还能改变什么？主梁。
　　主梁是猛虎的脊梁骨和躯体。
　　对于这副脊梁骨来说，行驶的火车不能是可压塌它的雪山，而应该是轻松奔跑的猫咪。只有这样，猛虎才能虎虎生威。那么，设定火车是奔跑的猫咪，就能计算出大桥主梁该有的数值。
　　丽江铁路金沙江大桥钢桁（hng）梁（摄影谢明）
　　最后，大桥的主梁决定采用钢桁（hng）梁。全桥由71个节间钢桁梁拼装组成，每节间重量都在320吨左右，钢桁梁总重超过2。2万吨这是世界上单位重量最大的钢桁梁之一。在有这样脊梁骨的肩背上奔跑，火车真的仅是一只猫咪。
　　那么，钢桁梁又是什么梁？
　　桁，又叫檩（ln），是又直又硬的棍子；桁架，就是用棍子搭成的用于架空的受力结构。由此可知，钢桁（架）梁就是由一根根铁棍子（杆件）组拼成的梁体，组拼的原则是以三角形区格为基本框架，因为三角形属于几何不变体系。
　　这座大桥的钢桁梁为何特别重？因为在桁架的每个约等于等边三角形的框架中都增加了一根竖杆，杆件密度增大，结构更加稳定。
　　杆件密度增大，梁体依然镂空最透风的梁莫过于钢桁梁我们不要忘了，还有风。
　　如此，有着镂空虎纹的猛虎在图纸上呈现出来。
　　看猛虎如何跃过峡谷
　　图纸上的猛虎如何在现实中跃过峡谷？我们单来看看主梁的架设。
　　顶推
　　大桥是双塔三跨悬索桥，两主塔之间为主跨，两主塔外侧为两个边跨。边跨的下方是陡峭的山坡，材料运输艰难，在此施工对坡下的景区公路安全也是极大的威胁。于是，边跨钢桁梁采用顶推法施工。
　　安装首片主跨梁段（摄影谢明）
　　具体怎么操作？
　　先在两岸桥台处搭设施工平台，平台上设置由千斤顶和滑板等组成的顶推装置。
　　然后，钢杆件一根根运送到平台上，现场组拼成钢桁梁节间后，由顶推装置向主塔方向顶推。顶推完成一个节间，后方再接着组拼下一个节间，组拼完成继续顶推。如此循环往复，直至边跨钢桁梁架设完成。最后的最大顶推重量超过3000吨。
　　顶推施工的好处之一是，将对梁下区域的影响降到了最低。
　　缆载吊装
　　主跨钢桁梁是通过吊杆悬挂在主缆索上的，所以需要自中间往两边对称地一点一点挂到吊杆的下端。怎么挂呢？这座桥采用的办法是用缆载起重机吊装。
　　缆载吊装不能一根根吊装杆件，而需要在预拼场将杆件拼成一个个钢桁梁节段。为提高功效，大部分梁段以两个节间一组拼装，它们长24。4米、高12米、重640吨。
　　这时，一台了不起的桥梁装备登场了缆载起重机。顾名思义，这台起重机是由缆绳承载的。
　　因场地受限，丽香铁路金沙江大桥缆载起重机的扣塔（支架）只能立在建成的主塔上，缆绳两端也只能锚固在山体上。这相当于在未建成的悬索桥上方先建起一座临时的悬索桥。这座悬索桥的塔顶距山脚下的钢桁梁预拼场垂直距离330米，最大吊重可达800吨。2020年时，这是世界上起吊高度最大、吊重最重的缆载起重机。
　　安装最后一片主跨梁段（摄影姚思超）
　　丽香铁路是滇藏铁路的重要组成部分，对区域资源深度开发意义重大。它的控制性工程丽香铁路金沙江大桥，跨越了茶马古道最难以逾越的金沙江天堑，是世界首座大跨度铁路专用悬索桥。大桥的建成拓宽了山区铁路选线的弹性，为跨越高山险谷提供了宝贵的建设经验。
　　协助组稿：《施工技术（中英文）》编辑部