贵州花江峡谷大桥项目团队创新工艺，攻克一道道难题

作者：苏滨

2024-07-19

<article><section data-type=“rtext”>核心阅读 贵州省花江峡谷大桥主桥跨径达1420米，桥面与北盘江的垂直距离达625米，建成后将成为主桥跨径和高度世界第一的山区桥梁。 几年来，项目团队创新工艺，攻克了混凝土浇筑、提高抗风安全性、优化索股架设等一道道难题，用智慧和汗水浇筑起这座世界级高桥。 夏日炎炎，山风阵阵。登上204米高的花江峡谷大桥主塔，脚下的北盘江宛若一条碧绿丝带，在贵州花江大峡谷间蜿蜒前行。由贵州桥梁集团承建的六安8标花江峡谷大桥，是贵州省六枝至安龙高速公路的关键控制性工程。目前，项目团队已完成下部结构、索鞍施工，即将完成主缆架设，大桥建成后，将成为主桥跨径和高度世界第一的山区桥梁。 智能温控，高空泵送，增强耐久性和安全性 山区建高桥，混凝土施工有多重要？花江峡谷大桥混凝土总用量达43.9万立方米。“大体积混凝土浇筑，因为水化热产生内外温差，很容易出现裂缝，影响整体结构的耐久性和安全性。”六安8标一工区负责人李平安说，长、宽、高三个数值中，最小尺寸超过1米，就算大体积混凝土，在花江峡谷大桥，这种情况比比皆是，而最大的大体积混凝土结构——安龙岸锚碇达到16.4万立方米。同时，在浇筑大体积混凝土过程中，内部会释放热量，导致与外部产生温差，温差控制也很重要，一般内外温差不能超过25摄氏度。 难题如何破解？“我们成立攻关小组，自主研发智能温控系统。”李平安介绍，混凝土浇筑前，提前埋设冷却水管和智能芯片，通过手机端或电脑端，可以实时监测浇筑时的内外温差，“我们还建有一冷一热两个水池，内部温度过高，输送冷水降温，反之输送热水。还能根据温度控制水流流速，把控调温速度，如果降温过快，容易造成开裂。” “像锚碇和主塔体积巨大，需要分层浇筑，要精准把控层与层之间的温差，尽可能让每层达到相近的温度，慢工出细活，才能实现整体稳定。”温控技术员吴仕鹏补充道。 解决了温控问题，如何将混凝土泵送至204米高空？项目团队一度束手无策。 “混凝土标号越高、稠度越大，管道泵送越困难。如果不能一次泵送，会影响混凝土质量和工效。”李平安跟技术团队一起，研究选用管壁加厚的锰钢材质，改良管道连接方式，优化混凝土配比，最终解决了超高混凝土泵送难题。“别说200米，现在可以实现一次泵送到300米高空！”李平安说。 海量运算，创新安装，将风力影响降至最低 早上6点，六安8标工程科负责人欧阳松穿上工装，戴好安全帽，乘坐电梯登上主塔，为架设主缆做准备。尽管身处高空，风声呼啸，他仍然步履稳健。“现在抗风做得好，能走得稳，心里也踏实。”欧阳松说。 花江大峡谷，地处云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，山高谷深，在这里建高桥，首先要解决抗风难题。 “要抗风，首先得‘捕风’，要观测风速、风向、风攻角等数据，开展风环境研究。”欧阳松表示，施工前期主要依靠人工观测，后来项目团队跟同济大学合作，采用多普勒激光雷达测风，成本降低、精度提升，还能24小时自动采集传输。 自2022年起，项目团队积累海量数据，并以等比缩放方式建模，开展风洞实验，找到最优的抗风结构形式。 欧阳松说，为了减轻大桥受风力等因素造成的摇摆，他们决定在主桥两侧安装可调节角度的钢材质风翼板，“该不该安装、安装什么形状、怎么安装等等，都通过大数据计算清楚。” 有了海量的峡谷风数据，猫道的抗风安全性也明显提高。大桥施工时，架设在用于承重的主缆之下，平行于主缆的线形临时施工便道，便是猫道。在主缆施工完成之前，它实际上是一座大跨径“铁索桥”，关系到主缆架设精度和施工人员安全。 花江峡谷大桥有两条4米宽的猫道，为增强抗风性能，项目团队选择镀锌钢丝网作为其底板和护栏。“这种钢丝网孔径大，质量轻，强度高，透风性能好。”欧阳松说，两条猫道间还增设了横向通道，形成一个空间网状结构，将风力影响降至最低。 考虑到山区峡谷风速变化快，有着很强的突发性，项目团队还研发了山区峡谷超高索塔竖向移动工厂整体式爬模系统，集模架爬升、峡谷风环境监测、安全监控、防雷避险等集成控制于一体，能实现一人控制所有爬架同步提升，让花江峡谷大桥实现工业化、高精化、智能化建造。 优化索鞍，北斗定位，提高缆索架设精度 时针划过凌晨2点，峡谷风力逐渐稳定，六安8标项目经理吴朝明和同事们开始上岗。他们要把握黄金时间，调整索股。 对于悬索桥而言，几乎所有承重都依靠两根主缆，它从主跨中部向两岸伸展，像臂膀一样将桥梁的荷载重量传递到峡谷两岸的主塔和锚碇上。花江峡谷大桥的两根主缆均由217根索股组成，一根索股43.4吨重，2378米长。在600多米高空逐一精准架设，难度可想而知。 团队尝试采用控制主缆转向的新型索鞍设备。“索鞍相当于是专供悬索绕过两座主塔顶端，用于承受主缆重量、固定主缆的‘基座’。相较于以前的铸焊结构索鞍，新研发的锻焊结构索鞍强度高、重量轻，易吊装。”六安8标机料科科长唐健介绍，铸焊容易出现气孔和裂纹，但团队联合生产企业研发专业焊接机器人，锻焊焊缝实现质量控制，“能更好地让主缆‘骑’在索鞍上，完成转向、支撑以及传递载荷等任务。” 吴朝明说，第一根索股的精确定位非常关键，其余几百根索股都要参考这根基准索股。如何确保基准索股的空间位置达到设计要求？“之前是用两台全站仪分别从不同方向同时对基准索股进行测量、计算，在气温和风速相对稳定的夜间进行调整。”吴朝明说，花江峡谷大桥建设引入北斗系统，直接获取三维绝对位置，还能24小时连续进行动态采样，提高缆索架设的精度。 基准索股架设整整耗时一天，并对同一位置变化情况持续观测一周，直至相对高差稳定在2毫米以内，才陆续架设其他索股。目前，主缆索股架设任务已经过半。 今年6月，在主缆架设过程中，花江峡谷大桥安装了智慧缆索，让主缆有了“神经系统”，能进行“健康监测”。 “共有3条智慧缆索，装有光栅光纤传感装置。通过监测索股受力变化，实时掌握桥梁主体安全情况，及时预警风险隐患，还能为大桥后期维护保养提供较为精准的数据参考。”吴朝明说，智慧缆索还配套除湿系统，确保主缆内部湿度处在合理范围，有效防止锈蚀，延长使用寿命。 从混凝土浇筑看新技术，从抗风安全性看新工艺，从缆索架设看新设备……项目团队正用智慧和汗水，攻克一道道难题，奋力托起这座世界级高桥。 ■延伸阅读 花江峡谷大桥有哪些新工艺 花江峡谷大桥全长2890米，2022年1月开工，预计2025年6月建成。考虑到山高谷深，地形险峻，风力、湿度、温度等变化莫测，花江峡谷大桥创新运用多个新工艺，应对复杂环境条件。 采用轻量化锻焊结构索鞍，减少用钢量，降低吊装难度，给出了大跨度悬索桥的建设新方案；采用全方位专业设备进行峡谷风观测，并开展智能数据分析，获取山区桥位风场环境的基本规律，提前进行猫道、缆吊风稳定性专项设计；采用石粉配制混凝土，减少水泥用量，践行绿色环保施工理念；采用物联网传感、数据采集和无线传输，结合北斗数字化平台管控服务，探索大数据建桥新实践……此外，花江峡谷大桥还规划建设服务区，配套建设的桥梁博物馆、200米垂直观光电梯、高空观光餐厅等桥旅融合项目已同步启动，建成后将带动周边区域发展，助力乡村全面振兴。</section></article>