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貴州省花江峽谷大橋主橋跨徑達(dá)1420米，橋面與北盤(pán)江的垂直距離達(dá)625米，建成后將成為主橋跨徑和高度世界第一的山區(qū)橋梁。

幾年來(lái)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新工藝，攻克了混凝土澆筑、提高抗風(fēng)安全性、優(yōu)化索股架設(shè)等一道道難題，用智慧和汗水澆筑起這座世界級(jí)高橋。

夏日炎炎，山風(fēng)陣陣。登上204米高的花江峽谷大橋主塔，腳下的北盤(pán)江宛若一條碧綠絲帶，在貴州花江大峽谷間蜿蜒前行。由貴州橋梁集團(tuán)承建的六安8標(biāo)花江峽谷大橋，是貴州省六枝至安龍高速公路的關(guān)鍵控制性工程。目前，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已完成下部結(jié)構(gòu)、索鞍施工，即將完成主纜架設(shè)，大橋建成后，將成為主橋跨徑和高度世界第一的山區(qū)橋梁。

智能溫控，高空泵送，增強(qiáng)耐久性和安全性

山區(qū)建高橋，混凝土施工有多重要？花江峽谷大橋混凝土總用量達(dá)43.9萬(wàn)立方米。“大體積混凝土澆筑，因?yàn)樗療岙a(chǎn)生內(nèi)外溫差，很容易出現(xiàn)裂縫，影響整體結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。”六安8標(biāo)一工區(qū)負(fù)責(zé)人李平安說(shuō)，長(zhǎng)、寬、高三個(gè)數(shù)值中，最小尺寸超過(guò)1米，就算大體積混凝土，在花江峽谷大橋，這種情況比比皆是，而最大的大體積混凝土結(jié)構(gòu)——安龍岸錨碇達(dá)到16.4萬(wàn)立方米。同時(shí)，在澆筑大體積混凝土過(guò)程中，內(nèi)部會(huì)釋放熱量，導(dǎo)致與外部產(chǎn)生溫差，溫差控制也很重要，一般內(nèi)外溫差不能超過(guò)25攝氏度。

難題如何破解？“我們成立攻關(guān)小組，自主研發(fā)智能溫控系統(tǒng)。”李平安介紹，混凝土澆筑前，提前埋設(shè)冷卻水管和智能芯片，通過(guò)手機(jī)端或電腦端，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)澆筑時(shí)的內(nèi)外溫差，“我們還建有一冷一熱兩個(gè)水池，內(nèi)部溫度過(guò)高，輸送冷水降溫，反之輸送熱水。還能根據(jù)溫度控制水流流速，把控調(diào)溫速度，如果降溫過(guò)快，容易造成開(kāi)裂。”

“像錨碇和主塔體積巨大，需要分層澆筑，要精準(zhǔn)把控層與層之間的溫差，盡可能讓每層達(dá)到相近的溫度，慢工出細(xì)活，才能實(shí)現(xiàn)整體穩(wěn)定。”溫控技術(shù)員吳仕鵬補(bǔ)充道。

解決了溫控問(wèn)題，如何將混凝土泵送至204米高空？項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)一度束手無(wú)策。

“混凝土標(biāo)號(hào)越高、稠度越大，管道泵送越困難。如果不能一次泵送，會(huì)影響混凝土質(zhì)量和工效。”李平安跟技術(shù)團(tuán)隊(duì)一起，研究選用管壁加厚的錳鋼材質(zhì)，改良管道連接方式，優(yōu)化混凝土配比，最終解決了超高混凝土泵送難題。“別說(shuō)200米，現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)一次泵送到300米高空！”李平安說(shuō)。

海量運(yùn)算，創(chuàng)新安裝，將風(fēng)力影響降至最低

早上6點(diǎn)，六安8標(biāo)工程科負(fù)責(zé)人歐陽(yáng)松穿上工裝，戴好安全帽，乘坐電梯登上主塔，為架設(shè)主纜做準(zhǔn)備。盡管身處高空，風(fēng)聲呼嘯，他仍然步履穩(wěn)健。“現(xiàn)在抗風(fēng)做得好，能走得穩(wěn)，心里也踏實(shí)。”歐陽(yáng)松說(shuō)。

花江大峽谷，地處云貴高原向廣西丘陵過(guò)渡的斜坡地帶，山高谷深，在這里建高橋，首先要解決抗風(fēng)難題。

“要抗風(fēng)，首先得‘捕風(fēng)’，要觀測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)攻角等數(shù)據(jù)，開(kāi)展風(fēng)環(huán)境研究。”歐陽(yáng)松表示，施工前期主要依靠人工觀測(cè)，后來(lái)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)跟同濟(jì)大學(xué)合作，采用多普勒激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)，成本降低、精度提升，還能24小時(shí)自動(dòng)采集傳輸。

自2022年起，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)積累海量數(shù)據(jù)，并以等比縮放方式建模，開(kāi)展風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，找到最優(yōu)的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)形式。

歐陽(yáng)松說(shuō)，為了減輕大橋受風(fēng)力等因素造成的搖擺，他們決定在主橋兩側(cè)安裝可調(diào)節(jié)角度的鋼材質(zhì)風(fēng)翼板，“該不該安裝、安裝什么形狀、怎么安裝等等，都通過(guò)大數(shù)據(jù)計(jì)算清楚。”

有了海量的峽谷風(fēng)數(shù)據(jù)，貓道的抗風(fēng)安全性也明顯提高。大橋施工時(shí)，架設(shè)在用于承重的主纜之下，平行于主纜的線形臨時(shí)施工便道，便是貓道。在主纜施工完成之前，它實(shí)際上是一座大跨徑“鐵索橋”，關(guān)系到主纜架設(shè)精度和施工人員安全。

花江峽谷大橋有兩條4米寬的貓道，為增強(qiáng)抗風(fēng)性能，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)選擇鍍鋅鋼絲網(wǎng)作為其底板和護(hù)欄。“這種鋼絲網(wǎng)孔徑大，質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，透風(fēng)性能好。”歐陽(yáng)松說(shuō)，兩條貓道間還增設(shè)了橫向通道，形成一個(gè)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將風(fēng)力影響降至最低。

考慮到山區(qū)峽谷風(fēng)速變化快，有著很強(qiáng)的突發(fā)性，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了山區(qū)峽谷超高索塔豎向移動(dòng)工廠整體式爬模系統(tǒng)，集模架爬升、峽谷風(fēng)環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全監(jiān)控、防雷避險(xiǎn)等集成控制于一體，能實(shí)現(xiàn)一人控制所有爬架同步提升，讓花江峽谷大橋?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化、高精化、智能化建造。

優(yōu)化索鞍，北斗定位，提高纜索架設(shè)精度

時(shí)針劃過(guò)凌晨2點(diǎn)，峽谷風(fēng)力逐漸穩(wěn)定，六安8標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理吳朝明和同事們開(kāi)始上崗。他們要把握黃金時(shí)間，調(diào)整索股。

對(duì)于懸索橋而言，幾乎所有承重都依靠?jī)筛骼|，它從主跨中部向兩岸伸展，像臂膀一樣將橋梁的荷載重量傳遞到峽谷兩岸的主塔和錨碇上。花江峽谷大橋的兩根主纜均由217根索股組成，一根索股43.4噸重，2378米長(zhǎng)。在600多米高空逐一精準(zhǔn)架設(shè)，難度可想而知。

團(tuán)隊(duì)嘗試采用控制主纜轉(zhuǎn)向的新型索鞍設(shè)備。“索鞍相當(dāng)于是專供懸索繞過(guò)兩座主塔頂端，用于承受主纜重量、固定主纜的‘基座’。相較于以前的鑄焊結(jié)構(gòu)索鞍，新研發(fā)的鍛焊結(jié)構(gòu)索鞍強(qiáng)度高、重量輕，易吊裝。”六安8標(biāo)機(jī)料科科長(zhǎng)唐健介紹，鑄焊容易出現(xiàn)氣孔和裂紋，但團(tuán)隊(duì)聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)專業(yè)焊接機(jī)器人，鍛焊焊縫實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制，“能更好地讓主纜‘騎’在索鞍上，完成轉(zhuǎn)向、支撐以及傳遞載荷等任務(wù)。”

吳朝明說(shuō)，第一根索股的精確定位非常關(guān)鍵，其余幾百根索股都要參考這根基準(zhǔn)索股。如何確保基準(zhǔn)索股的空間位置達(dá)到設(shè)計(jì)要求？“之前是用兩臺(tái)全站儀分別從不同方向同時(shí)對(duì)基準(zhǔn)索股進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算，在氣溫和風(fēng)速相對(duì)穩(wěn)定的夜間進(jìn)行調(diào)整。”吳朝明說(shuō)，花江峽谷大橋建設(shè)引入北斗系統(tǒng)，直接獲取三維絕對(duì)位置，還能24小時(shí)連續(xù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)采樣，提高纜索架設(shè)的精度。

基準(zhǔn)索股架設(shè)整整耗時(shí)一天，并對(duì)同一位置變化情況持續(xù)觀測(cè)一周，直至相對(duì)高差穩(wěn)定在2毫米以內(nèi)，才陸續(xù)架設(shè)其他索股。目前，主纜索股架設(shè)任務(wù)已經(jīng)過(guò)半。

今年6月，在主纜架設(shè)過(guò)程中，花江峽谷大橋安裝了智慧纜索，讓主纜有了“神經(jīng)系統(tǒng)”，能進(jìn)行“健康監(jiān)測(cè)”。

“共有3條智慧纜索，裝有光柵光纖傳感裝置。通過(guò)監(jiān)測(cè)索股受力變化，實(shí)時(shí)掌握橋梁主體安全情況，及時(shí)預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)隱患，還能為大橋后期維護(hù)保養(yǎng)提供較為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參考。”吳朝明說(shuō)，智慧纜索還配套除濕系統(tǒng)，確保主纜內(nèi)部濕度處在合理范圍，有效防止銹蝕，延長(zhǎng)使用壽命。

從混凝土澆筑看新技術(shù)，從抗風(fēng)安全性看新工藝，從纜索架設(shè)看新設(shè)備……項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正用智慧和汗水，攻克一道道難題，奮力托起這座世界級(jí)高橋。

■延伸閱讀

花江峽谷大橋有哪些新工藝

花江峽谷大橋全長(zhǎng)2890米，2022年1月開(kāi)工，預(yù)計(jì)2025年6月建成。考慮到山高谷深，地形險(xiǎn)峻，風(fēng)力、濕度、溫度等變化莫測(cè)，花江峽谷大橋創(chuàng)新運(yùn)用多個(gè)新工藝，應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境條件。

采用輕量化鍛焊結(jié)構(gòu)索鞍，減少用鋼量，降低吊裝難度，給出了大跨度懸索橋的建設(shè)新方案；采用全方位專業(yè)設(shè)備進(jìn)行峽谷風(fēng)觀測(cè)，并開(kāi)展智能數(shù)據(jù)分析，獲取山區(qū)橋位風(fēng)場(chǎng)環(huán)境的基本規(guī)律，提前進(jìn)行貓道、纜吊風(fēng)穩(wěn)定性專項(xiàng)設(shè)計(jì)；采用石粉配制混凝土，減少水泥用量，踐行綠色環(huán)保施工理念；采用物聯(lián)網(wǎng)傳感、數(shù)據(jù)采集和無(wú)線傳輸，結(jié)合北斗數(shù)字化平臺(tái)管控服務(wù)，探索大數(shù)據(jù)建橋新實(shí)踐……此外，花江峽谷大橋還規(guī)劃建設(shè)服務(wù)區(qū)，配套建設(shè)的橋梁博物館、200米垂直觀光電梯、高空觀光餐廳等橋旅融合項(xiàng)目已同步啟動(dòng)，建成后將帶動(dòng)周邊區(qū)域發(fā)展，助力鄉(xiāng)村全面振興。

原刊于《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2024年07月19日 第 06 版）

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