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貴州花江峽谷大橋：世界級(jí)高橋這樣建造
2024/07/19 16:42 來源：人民網(wǎng) 閱讀：1.8萬
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,?！绷?標(biāo)一工區(qū)負(fù)責(zé)人李平安說，長,、寬,、高三個(gè)數(shù)值中，最小尺寸超過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16.4萬立方米,。同時(shí)，在澆筑大體積混凝土過程中,，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,，如果降溫過快,，容易造成開裂?！?/span>
“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,?！睖乜丶夹g(shù)員吳仕鵬補(bǔ)充道。
解決了溫控問題,，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?！皠e說200米,，現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)一次泵送到300米高空！”李平安說,。
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,?！艾F(xiàn)在抗風(fēng)做得好，能走得穩(wěn),，心里也踏實(shí),。”歐陽松說,。
花江大峽谷,，地處云貴高原向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，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),，開展風(fēng)環(huán)境研究?！睔W陽松表示,，施工前期主要依靠人工觀測(cè)，后來項(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,。
歐陽松說,，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,，都通過大數(shù)據(jù)計(jì)算清楚,?！?/span>
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,?！睔W陽松說，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兩根主纜,，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,?；ń瓖{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,。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,?！绷?標(biāo)機(jī)料科科長唐健介紹，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)?！?/span>
吳朝明說,，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?；鶞?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?！眳浅髡f,，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)過半,。
今年6月，在主纜架設(shè)過程中,，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,?！眳浅髡f，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。（記者 蘇濱）
■延伸閱讀
花江峽谷大橋有哪些新工藝
花江峽谷大橋全長2890米,，2022年1月開工,，預(yù)計(jì)2025年6月建成?？紤]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),，并開展智能數(shù)據(jù)分析,，獲取山區(qū)橋位風(fēng)場環(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。