贵州万桥飞架蕴含的科技力量

2023-08-18 17:11:37来源：人民网

贵州，典型的喀斯特地貌造就了山高谷深，“连峰际天，飞鸟不通”“对面喊得应，握手要半天”是以前人们对贵州最直观的印象。

党的十八大以来，贵州交通人充分发挥“逢山开路、遇水架桥”的精神，推动贵州交通取得历史性成就，人民群众出行条件得到根本改善，贵州交通格局实现历史性重塑。

【资料图】

“世界桥梁看中国，中国桥梁看贵州。”截至2022年底，贵州建成高速公路8331公里，桥梁超过2.8万座，世界前100座高桥有近一半在贵州，前10座高桥有4座在贵州，15座桥梁共计获25项国际国内大奖，其中4座桥梁获有桥梁界诺贝尔奖之称的国际桥梁大会（IBC）古斯塔夫·林德撒尔奖，赢得“世界桥梁博物馆”美誉。这里面，从设计新理念、建造新工艺、应用新材料，贵州交通科技创新让喀斯特“低头让路”的同时，使17.6万平方公里的山地贵州变成了“高速平原”。交通科技创新赋能贵州万桥飞架，使贵州桥梁呈现出“高、大、新、美”的特质，折射贵州交通基础设施跨越发展实现质的飞跃。

科技创新成就桥之大

黔贵展新颜，大美贵州桥。在“地球裂缝”的花江大峡谷上，轰鸣的机器声回响在峡谷中，一群群交通建设者正夜以继日地紧张施工中，这里就是花江峡谷大桥施工现场。花江峡谷大桥，是六安高速的关键控制性工程，1420米的主桥跨径和625米的桥面至水面高度，将让这座巨大的钢桁梁悬索桥刷新世界纪录。

大桥在建设中，受到当地复杂自然环境的影响，由于桥有625米高，受峡谷风的影响特别严重，为破解这一难题，技术人员通过风洞试验、数字仿真技术研究，在主梁上首次采用水平稳定板抗风，既节约造价，又可作为桥旅融合的空中竞速跑道。大桥开建时就用上了专门观测风的设备——风观测激光雷达，雷达可观测桥位风场，经数据处理与分析后，可获知桥位风速风向等基本规律。

超高的墩柱如何在强风中岿然不动？经过一次次试验探索，项目管理团队研发出山区峡谷超高索塔竖向移动工厂整体式爬模系统。该系统采用BIM（建筑信息模型）与CAD（计算机辅助设计）三维模板体系精细化建模，以液压系统为主动力，构筑“截面递减爬升平台＋施工平台顶架＋内挂平台”的整体式造塔平台。整个空间集设计研发、模架爬升、钢筋部品调位、混凝土精准布料、自动振捣、峡谷风环境监测、智能养护、安全监控、防雷避险及逃生通道等集成控制于一体，同时配有智能塔吊、高强度抗风电梯等一系列配套设施，不仅有力提升工程建造质效，还可抵御15级大风，确保施工安全。

除了解决峡谷风问题，大桥还通过科技自主创新攻克了许多难题。解决一根丝的问题，大桥的主缆采用贵州交通行业与贵州钢绳集团共同研发的1960兆帕级高强钢丝。这根5.7毫米直径的钢丝是经过“盘条→拉丝→表面处理→酸洗→水洗→漂洗→磷化→表面清洗→助镀→热镀锌→镀锌铝镁合金等11道工序完成，然后，91根丝组合为“一束索股”，再由217束索股组合成了直径0.96米的主缆，其拉力高达10万吨。如果把这座桥的钢丝折算出总长度，可以达到近8000万米，足以绕地球两圈。解决一粒砂的问题，河砂是建造高标号混凝土结构物的必备原材料，以前建设桥梁需到省外购买河砂，运输成本高昂。为破解这个难题，贵州交通系统“因地制宜、就地取材”，就在工程建设中研究使用开采的山石加工为机制砂，配制混凝土。这个创新引领了国内机制砂混凝土的发展方向。

贵州省交通运输厅总工程师许湘华表示，花江峡谷大桥结合产业布局、资源开发，把具有旅游功能的云渡服务区、200米观光电梯、景观文化长廊、攀岩、高空观光水吧及玻璃栈桥式餐厅等桥旅融合项目纳入桥梁的整体设计中。在大桥建成后，凭借着独特的优势将牢牢抓住世人的目光，“桥梁观光＋桥梁运动体验＋旅游服务”于一体的桥旅融合综合体，将成为探索贵州桥旅融合3.0样板。

科技创新造就桥之精

黔中有彩虹，精致动心弦。美丽的红枫湖上，一道美丽的彩虹横跨两岸，与毗邻的红枫湖大桥遥相呼应，成为红枫湖景区的一条靓丽风景线，它就是荣获古斯塔夫斯·林德撒尔金奖的花鱼洞大桥。

原来的花鱼洞大桥为预应力混凝土桁式组合拱桥，2014年经检测被评定为四类危桥，2015年检测后大桥被评定为主要控制截面的承载能力、结构强度及刚度已不能满足原设计规范的要求，2016年对该桥进行拆除重建并在原址上建设新的花鱼洞大桥。

由于花鱼洞大桥地处5A级风景区及水源保护区，环保要求极为严格，如何既有效保护环境资源，又有效节约建设成本，成为了贵州交通人在建设时钻研的难题。经过建设者们不断的研究论证和实地勘察，最终创新地提出了“旧桥建新拱，新拱拆旧桥”设计思路。

这个设计思路是结合本桥原桥桁式组合拱受力特点，采用新桥拆旧桥的拆除方案，利用新建桥梁主拱圈强大的承载能力，将其作为拆除旧桥的支撑架，在新建主拱圈上设置吊索连接旧桥拱圈，施工预加力以支撑旧桥部分重力，以“拼装逆过程”思路逐段拆除旧桥，并通过调整吊索索力控制旧桥主拱圈受力，保证拆除施工顺利进行。

在建设过程中，贵州交通建设者用实际行动践行牢牢守住生态环保底线的誓言。针对旧桥拆除的各个施工阶段作业污水，项目建设者们通过科技创新，自主设计了一套污水收集系统将作业污水，即在切割作业部位下方设置流水槽，通过流水槽将作业污水引流至沉淀池中，经过收集、沉淀、隔油等处理，达标后按要求进行排放。同时，为有效防止拆除的废石料掉入湖中，建设者们充分借助新建好的提篮拱肋作为支撑，在新建拱桥上布设若干用于扣挂的临时扣锁，将旧桥的下弦吊起，把切割的废石料用缆索吊装的方式运送到湖岸边。通过不断的技术创新，整座大桥的建设成功实现“水源零污染、景区零干扰”的目标。

新的花鱼洞大桥已于2021年6月29日建成通车，全长270米，成为贵州首座公路提篮式拱桥，它依托精巧的设计获得赞誉，获得11项国家专利技术、1项省级工法，为处于环境敏感区的旧桥改造，提供了一种新的实施方案，为同类型桥梁的建设提供了范例，积累了宝贵的经验。

科技创新铸就桥之美

桥于山水间，美如画中游。在悠悠的乌江畔，一座崭新的红色大桥宛若长虹卧波，跨越乌江两岸，这便是——德余高速乌江大桥。该桥全长1834米，钢结构的红色主桥跨度475米，为目前世界最大跨度上承式钢管混凝土拱桥。这座拥有“钢脊梁”的大桥，涉及1.3万多吨钢结构，为保证这些钢结构在高空精准拼接、精确安装，乌江大桥的建设者们在结构体系、施工控制、高新材料方面进行了大量创新，探索形成了“新型结构设计、计算原理研究、制造线形控制、智能调控安装”成套技术，在国内首创运用拱、柱、梁全固结无支座整体式受力体系，实行“全栓接”，即全桥主拱、立柱和桥面梁等钢结构全部通过高强度螺栓进行连接。全桥22万颗螺栓孔的位置在连接时不能有丝毫错位，项目建设团队创新提出“厂内卧拼＋现场立拼”双拼工艺及原形复位安装控制方法，完美的实现了螺栓严密连接。

乌江上风向风速变化较快，给大桥的拱肋合龙带来了不少难题。项目团队创新应用了徕卡TS60全自动测量机器人，研发了首节段多点约束精调支架及拱肋安装三维姿态精调技术，在拱肋弦管上布设三维姿态监测棱镜，对拱肋的三维姿态、拱肋线形、横向偏位等进行全天候自动监测。同时，采用数字预拼装技术对三维姿态进行自动分析，对控制点目标坐标进行精调，并运用全自动单点扫描机器人，实时监测、动态调整三维姿态，用三维激光扫描仪给拱肋进行深度“体检”，覆盖50万个扫描点，建立起高精模型构件，用以直观、快速地检查出钢结构件在制造、安装中存在的误差，为拱肋的高精度安装、定位提供了宝贵的数据支撑。

为更好地完成大桥拼装，项目团队还首创全栓接钢管混凝土拱桥数字化预拼装成套技术，在拱肋立拼完成后，现场扫描实际钢结构加工线形数据，利用独有的算法及处理方式，将安装模型、加工模型、理论模型进行高精度匹配组合分析，提前预判后续加工、安装可能遇到的问题。在制造线形控制、拱肋吊装首节段姿态精调、主拱封铰及合龙时机确定、钢梁制造误差检验、立柱制造及安装位置确定等过程中，项目团队均采用了这一技术，攻克多项关键技术难题。

现在，蕴含众多科技含量的德余高速乌江大桥顺利建成通车，成为了乌江上游一道美丽的风景，它将进一步提高区域交通通行能力和服务水平，对促进沿线产业结构升级、资源开发利用、旅游产业发展具有重要意义。

长虹跨山巅，大道通中原。万桥飞架助力贵州经济腾飞，驾车游走在黔中大地，科技赋能贵州桥梁的场景随处可见。你看，水盘高速北盘江大桥首创预应力混凝土空腹式刚构新桥型，纳晴高速乌蒙山大桥首创上承式钢桁——混凝土组合拱桥新结构，最美桥塔平塘大桥主塔造型融入少数民族服饰和舞蹈元素，牂牁江大桥采用高强度镀锌铝稀土合金密封钢丝绳吊索，贵金古高速金烽乌江大桥首次采用“北斗定位系统+三维空间激光扫描”等科技智能化技术，为贵州桥梁带来了众多荣誉，近10年来，该桥梁获得了国际桥梁大会（IBC）“古斯塔夫·林德撒尔”金奖4项、詹天佑奖2项、鲁班奖5项、李春奖10项，以及省部级重大科技专项8项，省部级（含）以上科学技术奖73项……满满的收获，让我们见证科技为贵州成为“世界桥梁博物馆”注入了灵魂。（文/吴传金图/刘叶琳）

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