廖原:飞“桥”绘人生

发布日期:2024-02-04  来源:省科协调宣部 武汉科技报  


从嘉鱼长江大桥到汉南长江公路大桥,从中法友谊大桥到丹江口水库特大桥……从业二十一年来,湖北省交通规划设计院股份有限公司正高级工程师廖原用一座座具有首创意义和示范效应的经典桥梁践行着技术报国的初心。

戴着一副眼镜,一张和蔼的笑脸,面对记者的采访,廖原打开了桥的话匣子,两个小时都停不下来。说到技术疑难处,他干脆撸起袖子,铺开图纸、写写画画、力求听者无惑。

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丹江口水库特大桥创世界纪录

丹江口水库系南水北调中线源头、国家一级水源保护地。在这样一个位置很敏感的地方建桥,水中不能有桥墩,压力可想而知。

但水库特大桥的建成,不仅打破了西班牙卢纳桥保持37年的部分地锚式斜拉桥桥梁跨径第一的世界纪录,还是世界最大跨径钢混组合梁斜拉桥。建桥时还创造了两项世界“首次应用”:首次应用世界最大的无轴力连接装置、首次采用钢-UHPC轻型组合桥面板。

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“当时对斜拉桥、悬索桥、拱桥这三种桥型做了充分的比选,地锚式混合梁斜拉桥成为了我们设计丹江口水库特大桥的首选桥型。”廖原回忆,但这一桥型当时世上最大跨径仅为440m,但跨越丹江口水库主跨必须大于760m,跨径增大对这一结构提出了新的挑战。

廖原敢于挑战,带领团队一起从结构体系研究出发,经过几个月日以继夜理论计算分析,终于研究出地锚式斜拉桥合理的“边中跨比”。然而如何设计出经济节约、耐久的工程呢?组合梁成为突破口。他和团队克难攻坚,研发出一种新型钢-UHPC轻型组合梁形式,即UHPC层通过与钢箱梁桥面组合,兼具结构层和桥面铺装功能,既可增大桥面刚度,减轻结构自重,又能解决传统钢桥面铺装层易损坏和疲劳开裂问题。

丹江口水库特大桥贯通的最后一道重要工序,是要在大桥跨中安装世界最大的无轴力连接装置。“这一装置可以让1600个螺栓实现毫米级对齐,整个大桥合拢花了不到6小时。”廖原告诉记者,可调节限位无轴力连接装置具备主动调节和锁定功能,如同能主动伸缩的弹簧,辅助大桥主梁更好地应对各种力量“牵制”,释放主梁轴力和纵向变形。

与桥结缘 十年磨一剑挑大梁

直到2016年,廖原才第一次独立设计桥梁。此前,从绘图员、分项负责人到大桥总体负责人,他担任了14年的“不同角色”。

在他看来,桥梁设计是一份要极尽严谨而且要耐得住寂寞的工作。逢山开路、遇水架桥,桥梁建设,要防洪水、防地震、防撞击,技术含量高、施工风险大,风险重重,任何一个细节都容不得丝毫错误。

2019年11月28日,嘉鱼长江公路大桥正式通车。它标志着湖北沿江8个地级市,全都有了跨江大桥。

该桥主跨920米,是目前世界上跨度最大的非对称混合梁斜拉桥。桥梁的主跨是钢梁结构,边跨是混凝土结构,钢混结合段处轴力高达2万吨,原有的钢混连接构造以承压传力为主,已无法适应传力和抗疲劳的要求。廖原带领团队负责设计时,集思广益,创新性设计了新型 “大尺寸钢格室+PBL剪力键+后承压板+填充RPC”钢混连接构造,实现“承压+传剪式”组合传力,其传递轴力的能力提升至3万吨。

不仅如此,嘉鱼长江公路大桥还取得多个“世界第一”“中国第一”的工艺工法创新:包括在全球率先采用U肋与顶板熔透连接和免定位焊接、装配内焊一体化技术新工艺,大幅提升桥面抗车载疲劳性能,为解决钢桥面正交异性板疲劳这一世界性重大技术难题做出了贡献;首次采用主梁顶推粘滞性阻尼器,实现了主桥全天候智能顶推合龙等。2021年,嘉鱼长江大桥获得年度全球道路联合会(IRF)杰出工程设计奖(GRAA)。

多年来,廖原一直坚守着这样的创新设计理念,要让桥梁和地形更匹配,做到因地制宜、受力合理、建设经济、施工便利。

在武汉三官汉江公路大桥(即中法友谊大桥),为了降低自重和满足受力要求,他设计的宽幅大悬臂加劲隔板主梁截面形式可大幅节省上部结构材料用量,与常规的单箱多室主梁截面相比,其主梁砼用量指标节省约11%、节约混凝土方量1698立方米,主梁预应力钢束用量指标节省约27%。

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天堑变通途,飞“桥”迎人生。游走在祖国的大好河山间,廖原带领着团队让一纸纸蓝图实现立体空间的跨越,书写着湖北桥梁军团的美好故事 。