雅克·沙邦-戴尔马斯大桥
欧洲最高升降桥的结构智慧

在法国西南部的波尔多,一座横跨加龙河的巨大可动桥梁静静伫立在城市主轴上。当它缓缓升起,如同双翼展开于水面之上,奏响了一曲钢铁协奏。它便是雅克·沙邦-戴尔马斯大桥——一座融合桥梁技术、城市通行与水运协调于一体的当代表达。
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大桥以法国前总理沙邦-戴尔马斯之名命名,于2013年通车。它不仅是波尔多21世纪最具标志性的基础设施之一,更是目前欧洲最高的垂直升降桥之一。桥长575米,中央主跨为110米升降段,桥面净宽32米,升起时净空达47.6米,可供万吨级船舶通过。桥塔高达77至80米,结构高度和体量均属罕见。每年平均启闭120次,是现代城市中罕见的高频可动结构。
技术挑战下的结构抉择
波尔多历史上因跨河桥梁稀缺导致交通瓶颈,尤其左岸的巴卡朗区与右岸的巴斯蒂德区间缺乏有效连接。与此同时,为保留帆船与邮轮进入城市的通航能力,桥梁设计必须同时满足低桥面与高净空的矛盾需求。最终,工程团队选择了可垂直升降的桥面方案。
为实现轻量与高刚度的兼容,桥面采用117米长、3.75米高的封闭钢箱梁结构,正交异性钢板桥面设V型加劲肋,并覆以1厘米厚环氧密封涂层。桥面由四座桥塔支撑,每塔内含600吨配重箱,通过多组钢索与直径4米滑轮连接,实现桥面稳定升降。
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▲ 桥塔内部升降系统示意图
驱动系统为132千瓦电机,配合共轴卷扬机构,升降一轮仅需11至12分钟。
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▲ 升降桥面现场测试(2012年12月)
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▲ 升降桥面钢箱梁制造阶段的剖面
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▲ 从结构图看出,这座“会升起的桥”不仅复杂,而且庞大无比
尤其值得一提的是:在配重系统平衡作用下,整段桥面在结构上仅需承受约100吨驱动负荷,极大减轻能耗与磨损。
多系统协同
城市级“智能节点”
早在1909年,波尔多就曾设想在加龙河上建造一座垂直升降桥,以满足城市通行与港口通航的双重需求。尽管这一构想在当时因技术与经济条件受限而搁浅,但这一设想始终未曾从波尔多人的城市想象中消失。
如今,雅克·沙邦-戴尔马斯大桥的建成,正是这一百年梦想的具象化。
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▲ 加龙河上的垂直升降桥构想
(档案图,1909年)
作为一座高频启闭的桥梁,它不仅是一段结构,更是一个集成了机电、交通、港口与数据监测的城市“智能节点”。控制系统采用双层PLC逻辑与液压反馈机制,确保升降同步与安全。升降需获得港口调度授权,并实时连接AIS船舶系统与雷达网络。
地面交通系统在升桥时自动调节信号灯与交通诱导,确保城市干道畅通。桥塔内部设有维修电梯与封闭式通道,关键构造处布设激光测距仪与多点振动传感器,实现全天候监测。
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如图所示,桥塔内部结构设计紧凑而高效,设有金属螺旋楼梯、电梯井与工作平台,不仅便于技术人员日常维护,也体现出对行动不便者的通行关照。这种高度集成的内部空间布置,是现代可动桥在结构与人因工程双重维度上的技术演进。
风致控制与
气动外形优化
考虑到桥面结构高大、表面积达5000平方米,工程师在设计初期便导入风荷载控制策略。借鉴Michel Virlogeux为米约高架桥提出的气动优化理念,桥面采用“倒飞机翼”式边缘设计,空气在其表面形成向下压强,有效避免升力。
该设计经CFD模拟与南特CSTB风洞试验反复验证,确保在加龙河典型湍流与潮汐环境中保持结构稳定。
此外,为确保主塔结构在极端航运环境中的安全性,项目团队对桥塔上下游的防撞护柱进行了专门的动力学建模。每根护柱直径18米、高15米,通过22根轻预应力锚杆锚固至河床,并可在受到船舶冲击时协同变形吸能。如下图所示,团队基于参考船体首部建模,运用有限元方法对其动态响应进行精细化仿真,从而优化细部构造并确保整体稳定性。
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▲ 防撞护柱结构的有限元动力分析模型
引桥设计
统一与变化之间
为保证整体建筑语汇的一致性,引桥部分采用钢-混组合结构,S460钢“I”型梁承载现浇混凝土桥面。三梁结构每4米设有隔板加强,桥外侧挑出人行道平台。
中间桥墩为狭长椭圆截面,既减少视觉阻断,也降低水流阻力。所有桥段几乎无重复构件,EGIS-JMI团队运用三维数字建模系统实现结构、电气、机械系统的空间协调与参数化调控。
预制逻辑与潮汐施工法
为了应对现场水文复杂性,设计初期即确定“尽量预制、借潮施工”的思路。大量钢构件在意大利工厂内预制后,借由海运途经吉伦特河抵达施工现场。波尔多港干船坞则用于预制桥塔基础与防撞护柱。
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▲ 桥塔基础结构的预制与运输过程
上图为干船坞内预制的大型混凝土沉箱
下图为其通过拖船运送至施工现场,途中穿越阿基坦大桥下方
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▲ 整座桥梁与金属框架的数字建模图
如图所示,2011年8月,大桥右岸引桥段通过浮运方式抵达施工区域,借助潮汐变化和精密控制完成就位。这一过程将传统桥梁施工中的“水上高空作业”转化为“地面精准装配”,极大提高了施工效率与安全性。
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值得称道的是:构件运输利用潮汐变化精准落位——在高潮时通过驳船运送结构至桥位,随潮水回落平稳安装。这不仅减少了施工干扰,也成为市民争相围观的技术“表演”。
钢铁之门
结构与意象的统一
蓝色玻璃幕墙覆盖下的桥塔在白天反射天光与水影,夜晚则由灯带缓缓向上涌动,形成“蓝色脉冲”般的视觉体验。每当桥面缓缓升起,人们便仿佛见证了城市之门被缓缓推开。
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2016年起,该桥纳入波尔多市政智能交通网络,并被法国工程师协会评为“法国当代十大结构工程成就”之一。它不只是交通基础设施,更是波尔多港口与城市复兴计划的空间支点,是现代桥梁在功能与美学之间达成平衡的范式之作。
在这座桥上,我们看到的不仅是钢索与油缸的机械张力,更是一种面向未来的工程美学。它升起时如仪式般揭幕,静卧时是通行与生活的秩序之道。而在这升与降之间,藏着人类智慧与城市节奏的诗意对话。
来源:波尔多市政府官网、
Structurae 桥梁工程数据库、
法国交通部公开资料Le Monde专题报道、
IABSE Congress 2016 技术论文(Mathieu Cardin)
编译 / 黄馨怡
责编 / 陈颖
美编 / 赵雯
审校 / 李天颖 王硕 廖玲
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