30公里落差350米,这种多层高架公路你肯定没见过

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  出品 | 网易新闻

  作者 | 须臾千秋,清华大学土木工程博士

  如今这个年代,盘山公路早已不稀奇。

  当公路需要穿过高度差很大的山区时,为了降低坡度,提高安全性,公路设计师们时常采用“省力费距离”的原理修建盘山道。但是,你一定没见过这样悬空盘旋的公路,而且还盘了整整三层。

  这条可以充当赛道的公路,就是位于太原天龙山景区的天龙山旅游公路,它的另一个功能是“晋源区西山防火连接线”。

  

  (一)全长30公里的公路,每100米便有一个弯道

  天龙山原名方山,海拔1700米,屏峰黛立,松柏成荫,溪泉鸣涧,气候凉爽。在北齐时期,皇帝高洋在这里兴建了天龙寺,同时开凿的天龙山石窟已被列入第五批全国重点文物保护单位。

  天龙山高架公路全长约30公里,属于西山旅游公路的最南端的部分,这条公路早已有之,但自1996年以来,一直未进行大面积修复,道路破损严重。

  原来的天龙山旅游路连接线内有弯道120余个,每约100米范围就有一个弯道,山体最大纵坡达到15%以上。因为山高弯急坡陡,交通隐患严重,导致如此著名的景区无人前往。在公路中出现如此巨大的落差,不仅会让车辆负载过重,而且极为危险。

  自2018年3月开始修建的高架公路正是为了解决这一问题而设计的。

  由于地形复杂,天龙山公路从起点到终点的垂直高低落差达350米。以一层居民楼3米的平均高度估算,相当于116层楼的高度。除了这座三层高架公路外,整个公路改造工程还包含四座桥梁、一条隧道和路基工程,其矫若惊龙的外形,被网民称为最美“网红路”、“网红桥”。

  

  (二)连环大拐弯,如何避免事故?

  有些人不禁担心起了这条连环高架路的安全性来,然而事实上,这条高架公路恰恰提升了安全性。

  将原来的依山公路改建为高架路,将以前超过15%的纵坡降低到了4%,极大地改善了行车舒适性,同时也极大地提高了冰雪环境中的防滑性能。道路两侧还设有1.2米高的钢护栏,防撞性能更强。

  相比起旧公路,新公路的道路更宽、视野更开阔,坡度更缓,因此安全性能大幅度提升。

  此外,高架路段采用了环氧沥青作为路面材料,这种沥青材料不仅防滑性能极好,而且与桥梁主体的钢梁结构粘结性更强,且有很好的延展性,可以防止后期开裂,相比起普通路面材料而言具有更好的耐久性和更高的使用寿命。

  考虑到钢梁在气温变化下有一定的延展性,高架的伸缩缝还使用了多向变位梳齿板,能够兼容多个方向的细微伸缩,这也极大地提高了桥梁本身的结构安全性。

  

  (桥梁收缩缝,能够有效抵抗由于温度变化产生的桥身变形)

  高架盘旋公路还有另外一项无可比拟的优势,就是其对自然植被的保护。

  由于高架道路不占用土地,道路下方与周边的土地都可以被原始植被自然填充,使得天龙山的自然环境更加和谐。

  在公路的修建和改造过程中,破损山体修复、灾害治理和绿化美化同步展开,对山体植被进行了有针对性的保护。同时,重点完善景区游憩线路、增加旅游步道;建设了游客中心、驿站、公厕、停车场、标识系统等服务设施。

  (三)公路改建如何在5个月时间完成又降低生态干扰?

  天龙山公路,尤其是这座三层高架结构的道路选线、桥梁结构及整个施工技术难度,在太原市道路施工史上都属少见。令人惊奇的是,天龙山公路的改建工程仅花了短短5个月的时间即宣告完成,这是如何做到的呢?

  

  天龙山公路的所有高架桥均是采用钢箱梁拼装焊接而成的,4座高架用钢1.8万吨,其中“网红”高架桥用钢7000多吨。这些钢构件都是在工厂预先生产的,运到施工现场后,只需要用履带吊及轮式吊配合进行拼装和焊接作业即可完成。

  相比起现浇混凝土结构,这种预制钢结构可以将现场的施工时间降至最低,同时品质稳定,施工质量能够得到充分的保障。

  即便如此,在深山中修建公路仍然难度巨大。可以通行施工车辆的既有公路和临时道路依山而建,沿途有不少陡坡,有的坡度达40度,大型设备想上去,只能前面一台装载机拉拽,后面再用一台装载机推,甚至有些物料都是人工扛上去的。整个公路改造工程,前后有近3000名建设者艰辛架桥铺路。

  针对高架公路坡陡、弯急的山路特点,施工建设中,工程师们不仅对转弯处路面进行了加宽,还对路面外侧进行加高,使路面向山体一侧倾斜,提高了行车安全和舒适度。

  由于西山山体土质疏松,除临近道路的山体安装防护网外,还在道路临沟地段,建设下嵌式路肩挡土墙,挡土墙下嵌在地下60公分到70公分,可以有效防止路基边坡发生平移、侧滑。

  由于施工路段全部为山路,材料的运输、摊铺耗时较长,加之夏季施工,天气干燥,建设材料保存周期短,特别是水稳材料,最多保存3个小时。

  为有效解决材料保存问题,连接线工程首次采用水稳摊铺机进行施工作业,将摊铺、整平两个工序合二为一,铺相同的距离,施工时间可以节省一半以上,在最短时间内,高效完成水稳材料的摊铺整平。

  施工对于山区环境,包括土体、植被和生态系统而言,本身就是一种破坏。因此,将施工时间尽可能缩到最短,可以最大限度地保护施工环境。同时,在施工过程中,施工者们恪守原则,不毁一棵树、不铲一车料、不抽一支烟,在道路整修快速推进的同时,确保道路两旁的植被不被破坏。

  

  结语

  天龙山公路与环境综合整治工程已于2019年9月正式完成。如今,天龙山景区的游览面积大幅增加,旅游体验也可以有更多的选择。天龙山公路的整修完成,还使得蒙山、太山、晋祠、天龙山、窑头村等景区实现了互通,可以极大地方便游客们的旅行规划。

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  编辑| 史文慧

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