◎ 科技日报记者 雍黎
长江滚滚，峡谷险峻，一座蓝色的铁路大桥跨江屹立，未来它将满足高铁和普铁双层同时运营。7月26日10时，随着最后一块桥面板精确安装，重庆铁路枢纽东环线（以下简称重庆东环线）控制性工程——明月峡长江大桥顺利合龙，该桥是国内首座双层四线跨江铁路桥。
明月峡长江大桥顺利合龙。任承旺/图
双层四线
上层跑高铁下层跑普铁
明月峡长江大桥由中铁二院设计，中铁二局承建，项目建设历时四年多。作为国内首座双层四线跨江铁路桥，桥梁上层为时速250公里的预留高速铁路，下层为时速160公里的重庆铁路枢纽东环线客货共线双线铁路。
“上层跑高铁下层跑普铁，四线铁路列车活载的动力效应显著，对钢梁和斜拉索的抗疲劳要求非常高。”中铁二院重庆铁路枢纽东环线桥梁专业设计负责人秦煜介绍，加之大桥位于长江明月峡区域，地形地貌和地质条件极为复杂，大桥设计和施工难度大，因此是全线重难点控制性工程。
大桥正位于明月峡峡谷口，桥下是长江主航道，站在大桥之上极目远眺，风景宜人，长江呈S型蜿蜒流淌，不远处就是果园港。长江、峡谷风光优美，但这些因素聚集在一起对于大桥的设计和修建都是重重难关。
明月峡长江大桥顺利合龙。任承旺/图
秦煜介绍，因为长江的冲刷，这里地质条件为断层破碎带，属于砂岩，岩体承载力差；峡谷地带风场复杂，对大桥行车安全性影响巨大。同时，大桥跨越长江一级通行航道，每天通航船舶可达270艘，通航船舶多，但桥位地处峡口弯道水域，水流最大横向流速2.2米/秒，船撞桥梁风险高。
在如此地理环境下，如何保证桥梁稳定度和牢固度能满足双层四线铁路的同时运营，特别是高铁的安全运行？对此，中铁二院设计团队进行了“长江峡谷四线铁路斜拉桥关键技术研究”的科研工作，攻克明月峡长江大桥的众多难题。
科技攻关
这座大桥创造多个全国首例
明月峡长江大桥桥梁全长877.8米，单孔最大跨度425米。桥梁上部结构为钢桁梁结构，采用N形主桁结构正交异性密横梁桥面系，全桥共计69个节段，总重超过26000吨；下部结构由两塔两墩两台组成，主塔高度分别为189.5米、203米；钢桁梁与主塔连接有斜拉索120根，斜拉索采用不对称空间双索面扇形布置。
“我们设计的是非对称花瓶型桥塔钢桁梁斜拉桥，这是全国首例，两侧桥台与上下层重叠隧道直接相连也是全国首例。”秦煜介绍，因为受长江两岸峡谷地形所限，无法对称布跨，因此他们设计了非对称的高低塔方案，采用不等长群桩基础等，从而减小不良地质的影响。
峡谷的风是有不确定性的，对此他们和中南大学合作，基于风洞试验和风-车-桥耦合振动分析，采取了空间扇形斜拉索和抗风支座等措施，保证了行车的安全性和舒适性。同时，设计研发采用了M280拉索体系，用于部分高疲劳应力幅的斜拉索，有效提高了钢梁和斜拉索的抗疲劳性能。
在大桥上施工的工人。任承旺/图
“下塔柱结构的抗船撞性能达到最高等级，确保即使是在8000吨轮船的撞击下，大桥也不会垮塌。”秦煜表示，同时通过设置桥区助航设施、下塔柱内部填芯混凝土和自浮式钢覆复合材料防撞设施等措施，降低了船撞风险。
不同于其他桥梁的是，明月峡长江大桥底部也全部用钢板连接。秦煜介绍，相比水泥预制板，钢的整体受力支撑度和韧性更强，因此他们对主梁边跨压重区采用了整箱式设计，即用钢板封箱，内部用混凝土浇灌，这在国内铁路钢桁梁结构中尚属首例。
据了解，中铁二院设计团队围绕明月峡长江大桥建设关键技术进行攻关，形成了“斜拉索”“斜拉索下锚头除湿结构”等30多个专利、论文和研究报告等成果。
面对深水基础施工、大体积混凝土温度控制、超高塔混凝土泵送、墩顶段钢梁施工空间限制、钢桁梁悬臂拼装线型控制等困难，中铁二局累计形成“钢围堰水上拼装施工工法”“混凝土高压地泵泵管固定装置”“斜拉桥桥塔墩顶段钢桁梁的安装方法”等60余项授权专利、优质工法和论文技术成果。
明月峡长江大桥双壁钢围堰水上拼装。任承旺/图
中铁二局重庆铁路东环线项目副总工程师覃早介绍，为解决深水基础施工难题，制造了重达2600余吨的巨型钢围堰，钢围堰采用驳船从涪陵浮运117千米到达桥位，创下国内内河浮运距离最长纪录。
为重庆东环线通车奠定坚实基础
成都局集团公司重庆建设指挥部表示，明月峡长江大桥顺利合龙，为重庆东环线全线顺利通车奠定了坚实基础。
重庆东环线建成后将串联重庆市主城区水土、空港、龙盛、东港、茶园、南彭等区域，服务于工业企业货物运输和沿线居民的出行，对促进沿线城市化进程及产业发展、增强重庆枢纽运输组织灵活性、完善客货运布局具有重要意义。
来源：科技日报
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