600米！世界拱桥“第一跨”
文摘
2024-11-13 22:39
广西
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报纸版面
崇山峻岭间，天峨龙滩特大桥飞架红水河上，气势如虹。广西云-广西日报记者蓝锋 通讯员牙浩翔/摄![]()
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立冬时节，红水河波光粼粼，飞架在龙滩水库两岸的天峨龙滩特大桥，如苍龙出海，气势磅礴、壮丽雄伟。从图纸上的憧憬，到现实中的震撼，天峨龙滩特大桥的建设故事，写在四季里，绘入山河中。作为西部陆海新通道上南丹至天峨下老高速公路（以下简称南天高速）的控制性工程，这座世界最大跨度劲性骨架混凝土拱桥，从投资、设计，到施工、监理、运维，都由广西企业全产业链建设。他们运用中国拱桥创新技术，开辟了世界拱桥跨径600米的先河，成就了世界大跨径拱桥的“百年跨越”。这座震惊世界的超长混凝土拱桥，背后有哪些硬核科技？它的建设给世界造桥技术带来了哪些革命性变化？“爬到龙王坡，回头望天峨；山高路又险，眼泪流成河……”20多年前，天峨的一首山歌，唱出了当地交通落后带来的无奈。且盼、且望、且期待。“长龙卧碧波，天堑变通途”，成了天峨群众翘首以盼的梦想。2018年底，由广西交通投资集团投资建设的南天高速破土动工。它承载着两地群众的希望，穿越崇山峻岭、跨越河流沟谷。这是广西深度参与西部陆海新通道建设的又一重要工程，对推动桂西北地区和云贵川渝等向海图强有着重要意义。作为南天高速的控制性工程，天峨龙滩特大桥的建设最为关键，难度最大。大桥横跨龙滩水库，全长2488.55米。桥址水位变动大，两岸地势险峻。位于龙滩水电站上游约6公里处，大桥建设现场，一直活跃着一位精神矍铄的老者——郑皆连。他是中国工程院院士、广西大学教授，大桥建设的主持者。“桥梁建设，必须安全可靠。这是一条铁律！”每到工地，郑皆连都反复叮咛，一口浓重的四川话，浑厚而沧桑。俗语说，房子看高，桥梁看跨。桥梁的主跨长度，是衡量桥梁技术水平和建设能力的重要标志。跨度越大，意味着建设难度越大。设计、论证，再次设计、不断论证……围绕大桥受力合理性、施工便利性、运营期的维护以及行车舒适度等方面，设计团队夜以继日，不停地研究比对、调整优化、完善方案，仅初步设计论证就耗时一年多。最终，项目决定采用主跨600米的超大跨度劲性骨架混凝土拱桥方案。回顾拱桥的发展历史，劲性骨架混凝土拱桥在1898年被发明；1980年，主跨390米的克罗地亚克尔克大桥建成；2016年，沪昆高铁北盘江特大桥建成，主跨445米……混凝土拱桥跨径从390米增长到445米，足足用了36年。也就是说，自1980年以来，该类型桥梁跨径仅以平均每年增长1.5米的速度发展。“天峨龙滩特大桥将跨径一举突破到600米，跨径增长了155米，实现了‘百年跨越’。”今年国庆前夕，郑皆连再谈龙滩特大桥的建设，言语甚为豪迈。他对记者说，这是一个难度和风险最高，且当时世界上并无实例可供借鉴、参考的方案，但却是一个更为实用更为经济的方案。“这比斜拉桥方案节省建设成本约1亿元。”广西交投集团南天高速工程建设指挥部指挥长黎水昌分析，该桥型受力性强、工程耐久度高、易于后期维护，更适用于山多平地少的峰丛地貌。但，如何确保拱桁高精度合龙，如何防止外包混凝土开裂……一系列难题如同拦路虎，给项目施工带来巨大挑战。从设计的角度来看，大桥的跨度已远超规范条文的适用范围，不管是设计理论还是计算方法，都需要重新探索。从材料的角度而言，大桥的大体量、高应力特点对材料特性、材料制备提出了更高的要求。另外，大桥跨度大、施工工序复杂，对施工组织、加工安装控制精度等方面，也提出了前所未有的挑战。开便道、做场站、挖拱座、筑桩基……2020年6月，天峨龙滩特大桥的建设在一片荒芜中起步。大桥横跨龙滩水库库区，雨、旱季水位高低差达45米；下老岸地质条件复杂，有破碎的强风化泥质砂岩、顺层坡、局部裂隙发育……面对恶劣的自然环境和地质条件，“筑梦成虹”谈何容易？“这相当于在190米高空‘穿针引线’。”黎水昌解释，拱肋需要一节节从两侧向中间递进，逐步拼接成完整的主拱，空中对接精度须达到毫米级。一连串的数据，把大桥的独特性展露无遗：劲性骨架共分为48个拱肋节段，用钢量累计达8100多吨，比法国埃菲尔铁塔用钢还多900多吨；大桥累计焊缝达7.2万米，相当于近29座龙滩特大桥的长度；大桥钢结构零部件总数高达15.5万件，最重拱肋节段重达200吨。完成这一重要任务的，是项目总工程师罗小斌带领的团队。罗小斌时常站在山坡上俯瞰场地，不停地在笔记本上勾勒着场地布局，晚上又用CAD把胸中丘壑转化成图纸，反复优化若干次才最终成型。当各类型设备按照最初构想完美落地后，一个标准化厂房在龙滩水库边诞生。随着一批批钢材进场，火花飞溅的场面蔚为壮观。罗小斌在现场执著于每一毫米精度，较真于方案里的每一个细节。“每道工序都要精雕细琢。”项目副经理刘兴焱坦言，控制精度是大桥钢结构加工的一大难点，劲性骨架零部件加工、安装误差累积，焊接变形累积及骨架受力后的形变，都是影响劲性骨架精确合龙及结构安全的重要因素。经过大量数据验算和实体试验，罗小斌和团队制定出劲性骨架各构件加工、骨架拼装等27项工艺评定标准，并建立完备的质量保证体系，把构件加工和拼焊平面尺寸误差控制在毫米范围，特别是将外法兰和节段端面误差精度控制在0.2毫米以内，基本相当于一张A4纸的厚度。2021年秋天，桥墩拔节而长，高96米的吊扣分离式塔架耸入云端，主索、吊塔、地锚及电控系统渐次落地……准备工作有序进行。2022年2月27日，世界桥梁工程界的一场毫米级“艺术盛宴”精彩上演。起吊、横移、就位、张拉、焊接……两岸起吊的一个个百吨级拱肋节段以毫米之微，稳稳地停在半空，仿若两根有力的手臂，圆满解决了“高空穿线”的难题。最终，历时99天，大桥主桥拱桁实现高精度合龙，合龙口误差控制在2毫米内，拱轴线偏差小于10毫米，高程偏差小于30毫米!天峨龙滩特大桥劲性骨架拱肋节段的顺利合龙，正式拉开了大桥重点、难点建设的序幕。大桥拱顶径向截面高8米，拱脚径向截面高12米，钢构拱肋合龙后，需外包混凝土约2.8万立方米，拥有“血肉之躯”后，才最终形成大桥的受力主体。“借助平南三桥的建设经验，项目顺利完成拱肋节段的合龙，但这还不是最困难的。”郑皆连说，在国内外尚无同类型施工经验借鉴的情况下，另外一个需要攻克的技术难点是如何防止外包混凝土的开裂。此外，拱上场地狭窄、风险源分布广、峡谷风肆虐、浇筑作业面最大倾角达43°等，也是必须克服的一道道难题。深夜，项目办公室里，青年突击队成员唐雁云和技术部门的同事敲击键盘的声音此起彼伏。电脑屏幕上纷飞的线条、详实的数据，办公室激烈的讨论声……唐雁云把那段时间形容为“深夜的狂欢”。在郑皆连的指导下，建设者们创新应用“三环六段八工作面”施工工艺（即外包混凝土分底板环、腹板环、顶板环3个环节依次浇筑，每个环节分6段进行浇筑，设8个工作面同时组织施工），巧妙地解决了拱肋不平衡加载引起的线形变化偏差大以及混凝土拉应力超标等问题，有效降低了外包混凝土开裂风险。技术团队还通过劲性骨架外包节段足尺模型和1∶10 缩尺模型对混凝土品质展开攻关研究，研发出了流动性高、密实性好、便于施工的高品质混凝土，并在拆模后及时通过“两布一膜”施工工艺对混凝土进行养护，实现了混凝土外在品位和内在品质的完美统一。2023年4月，外包混凝土浇筑结束。这场始于清秋、盛于寒冬、终于暮春的大作战落下帷幕，世界最大跨径拱桥披上“银色铠甲”，红水河上多了一道壮丽风景。回看这一波澜壮阔的建设历程，科技创新不仅仅体现在施工技术上，还延伸到了工程管理的方方面面，绿色建设、信息化、智慧工地管理贯穿始终。——应用大数据、物联网、AI等新技术，为打造百年品质工程打下了坚实基础。——采用BIM+技术，让整个工程从设计到施工的每一个细节都清晰地呈现在三维模型中，实现了可视化管理，极大地提高了管理效率和精度。——安全云广播系统、AI功能一体化智慧安全帽系统等的应用，为施工人员的安全提供了全方位的保障。曾经，关山似铁，横亘在前，阻断梦想的通路；如今，大桥屹立，气势磅礴，以其雄伟之姿展示着中国桥梁建造的实力。2023年3月20日，在中国工程科技论坛暨第二届世界大跨拱桥建造技术大会上，20多位中国工程院、中国科学院院士和500多名行业顶尖专家学者高度称赞天峨龙滩特大桥的建造工艺及水准。国际拱桥大会永久性学术委员会主席Bruno Briseghella赞叹：“天峨龙滩特大桥的建造技术，代表了国际最高水准，质量水平当属上乘，在桥梁领域无出其右者。”自治区党委书记刘宁、自治区主席蓝天立向大会致贺信表示，天峨龙滩特大桥在交通基础设施建设领域叫响了“广西品牌”，树立了中国制造向中国创造跨越的桥梁建设领域样板。今年2月1日，天峨龙滩特大桥建成通车，世界拱桥正式迈入600米级时代！站在天峨县纳老坡最高处眺望，从云贵高原飞驰向海的车流向世界宣告：大跨径拱桥施工建造，广西走在时代的前沿！向下俯视，因为一群蓝刀鱼，天峨火遍全网；因为一座桥、一条高速公路，今年国庆期间20多万游客涌入这座小城。“龙滩特大桥的建成，极大地改善了天峨的交通基础设施条件，提升了投资环境和区域形象，加强了我们与南宁、贵阳的联系，为天峨的经济社会高质量发展带来了巨大机遇。”憧憬未来，天峨县委书记蓝如帅充满信心。责 编：吴修奕
责 审：蒙增师
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