山巒疊嶂、云海飄渺，北盤江如玉帶般在山中盤旋。高聳的索塔挺立在兩岸山頭，28對拉索、紅色梁體與其融為一體，如同即將遠(yuǎn)航的帆船，連起了貴州都格與云南宣威。9月10日，由中交公路規(guī)劃設(shè)計院設(shè)計，中交二航局承建的貴州畢都高速北盤江大橋合龍，兩地車程由4個小時縮短為1小時指日可待。
該橋全長1341.4米，橋面到谷底垂直高度565米，相當(dāng)于200層樓高，成為目前世界第一高橋。同時，大橋東、西兩岸的主橋墩高度分別為269米和247米，大橋為連續(xù)鋼桁梁斜拉橋，720米的主跨，在同類型橋梁主跨的跨徑中排名世界第二。
尋求突破
2009年，中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司（以下簡稱公規(guī)院）的設(shè)計團(tuán)隊初接北盤江大橋的設(shè)計任務(wù)。
在勘察現(xiàn)場時，從塔基安全性和方便施工的角度，設(shè)計團(tuán)隊確定了北盤江大橋的跨徑應(yīng)該在670米以上。這一數(shù)字已超出了梁式橋、拱橋、混凝土斜拉橋的適用跨徑范圍，同時綜合考慮橋位處的地形條件、施工可實施性等因素，適合本橋建設(shè)條件的方案只能在鋼桁架梁斜拉橋、鋼桁架梁懸索橋（壩陵河大橋的橋型）兩個方案中進(jìn)行比眩
在此之前，公規(guī)院設(shè)計完成的貴州壩陵河大橋即將于當(dāng)年底建成通車。就在所有人都以為，這一次這個團(tuán)隊肯定會照搬壩陵河懸索橋的成熟設(shè)計方案和完整建設(shè)經(jīng)驗時，公規(guī)院卻另辟蹊徑，給了業(yè)界一次不小的震動：創(chuàng)新推出了山區(qū)特大跨徑鋼桁梁斜拉橋方案。
許多人提出疑問：西部地區(qū)高速公路跨越深山峽谷的大跨徑橋梁基本都選擇了懸索橋方案，如貴州壩陵河大橋、湖北四渡河大橋和湖南矮寨大橋，設(shè)計隊伍已經(jīng)積累了豐富的設(shè)計、施工經(jīng)驗，為何棄之不用？
面對質(zhì)疑，團(tuán)隊的想法很簡單：照搬很容易，創(chuàng)新更煎熬，但創(chuàng)新是職業(yè)工程師難以割舍的天性，是公規(guī)院代代相傳的專業(yè)素養(yǎng)，是一種永不停息的追求。他們想通過不斷創(chuàng)新、挑戰(zhàn)自我，為世人奉獻(xiàn)一座全新的精品大橋。
不僅如此，當(dāng)?shù)氐囊恍┚唧w情況，也讓他們不得不創(chuàng)新。北盤江大橋兩岸均為高達(dá)500米的高陡邊坡，兩岸岸邊均為懸崖峭壁，且分布了一些溶蝕裂隙帶，懸索橋型錨碇的大開挖對邊坡穩(wěn)定和安全影響較大，大開挖的棄渣將嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。
同時，橋址區(qū)基巖地層為可溶性的碳酸鹽巖地層，地下水活動頻繁，形成豎直發(fā)育的巖溶洞穴，對橋梁地基基礎(chǔ)的安全形成嚴(yán)峻考驗，很難找到適合懸索橋的錨碇布置位置。
此外，對于主跨跨徑為500至800米的山區(qū)大跨徑橋梁，鋼桁梁斜拉橋在經(jīng)濟(jì)性上比懸索橋具有更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，對環(huán)境影響小，無疑是一個既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的最佳方案。
為此，公規(guī)院組織了一支強(qiáng)大的橋梁設(shè)計陣容，經(jīng)過多輪技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比選論證，最終確立了最佳設(shè)計方案——北盤江大橋采用主跨720米鋼桁梁斜拉橋。
精心設(shè)計
在山區(qū)修建鋼桁梁斜拉橋，最大的建設(shè)難點(diǎn)是如何選擇合理的施工方案。
北盤江大橋橋位地勢險要，兩岸索塔坐落于懸崖邊，中跨橋面距離峽谷底最大565米，邊跨橋面距離地面約100米，并且由于地形的限制，邊中跨比僅為0.36，主梁的架設(shè)成為本項目的最大難點(diǎn)。
如果采用常規(guī)的對稱懸臂拼裝方案，一是由于地形急劇變化缺少喂梁平臺，二是工期難以保證。同時又有四個作業(yè)面，用于懸索橋施工的纜索吊方案也難以派上用場；本橋邊跨橋面距地面高度也達(dá)到了100米，如果邊跨采用支架拼裝，每延米近20噸的主桁自重?zé)o疑加大了高支架的風(fēng)險。如采用常規(guī)的邊跨落地支架中跨纜索吊機(jī)的施工方式，至少需要投入約1.5萬噸支架，施工成本巨大，支架施工安全風(fēng)險及施工費(fèi)用又將會大大提高。
一時間，項目陷入僵局，斜拉橋方案遲遲無法落地。
關(guān)鍵時刻，公規(guī)院設(shè)計團(tuán)隊的負(fù)責(zé)人彭運(yùn)動、劉波，技術(shù)骨干侯滿、曲春升等人迎難而上。他們經(jīng)過查閱大量資料，悉心比癬潛心鉆研，一次次挑戰(zhàn)自我、否定自我，直至對國內(nèi)外橋梁的施工方法有了煥然一新的認(rèn)識，最終做到了戰(zhàn)勝自我——
本橋主橋兩岸端部設(shè)計標(biāo)高與山坡頂部地面標(biāo)高接近，設(shè)計組敏銳地抓住了這個細(xì)節(jié)，創(chuàng)新性提出在邊跨增設(shè)一個輔助墩、邊跨采用頂堆的施工方案：邊跨鋼桁梁頂推與索塔同步施工，邊跨鋼梁就位后，主跨采用橋面吊機(jī)進(jìn)行拼裝。
這一施工方案既可以大大降低山區(qū)高支架施工風(fēng)險，又能將施工工期比懸索橋方案縮短半年，更重要的是對橋下水域無污染，不會破壞岸坡穩(wěn)定，真正做到綠色工程、環(huán)保工程，這種施工方法在斜拉橋施工中屬首次應(yīng)用，參建各方及專家終于被設(shè)計組細(xì)致巧妙的方案征服，一致同意選用鋼桁梁斜拉橋方案。
設(shè)計負(fù)責(zé)人彭運(yùn)動說，雖然每一次的設(shè)計過程都異常艱辛，每個新的技術(shù)方案得到認(rèn)可都要經(jīng)過反反復(fù)復(fù)的計算和說服，但最終守得云開見月明的時候，那種巨大的幸福感和滿足感是對每一位橋梁工程師的最高褒獎。
完美對接
北盤江大橋作為一座世界級橋梁，建設(shè)中面臨山區(qū)大體積承臺混凝土溫控、超高索塔機(jī)制砂高性能混凝土泵送、山區(qū)超重鋼錨梁整體吊裝、邊跨高墩無水平力的鋼桁梁頂推、大跨鋼桁梁斜拉橋合龍等五大技術(shù)難題。
面對這些技術(shù)難題，中交二航局項目部發(fā)揮“爭科技領(lǐng)先、創(chuàng)管理一流”的企業(yè)精神，以項目為依托，以創(chuàng)新為核心，通過“小課題解決大問題，小創(chuàng)新實現(xiàn)大效益”，成功攻克五大技術(shù)難題，在國內(nèi)率先實現(xiàn)將機(jī)制砂混凝土泵送高度提升到269米，鋼桁梁斜拉橋上應(yīng)用步履式頂推、斜拉橋上采用先邊跨后中跨的非對稱施工、大橋兩岸采用不同施工工藝架設(shè)加勁梁等四項技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)了大橋的完美對接。
以邊跨高墩無水平力的鋼桁梁頂推為例，工程創(chuàng)新性采用模塊化鋼桁梁自動頂推為鋼桁梁頂推開啟雙保險。北盤江大橋橋深墩高，承重能力強(qiáng)，但受彎受拉的能力有限，大橋輔助墩墩高84米，相當(dāng)于28層樓高，對這樣的大高個，上面如果稍有風(fēng)吹草動都會引起下面的劇烈晃動。采用鋼桁梁步履式頂推技術(shù)，會大大減輕墩身所受的水平力，從而控制輔助墩根部的彎矩，通過二航局武港院技術(shù)攻關(guān)，鋼桁梁步履式頂推可以自動調(diào)節(jié)不同工位鋼桁梁自重分配的不均勻性，實現(xiàn)了頂推過程中荷載轉(zhuǎn)換、支撐系統(tǒng)往復(fù)移動、橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)步前移的功能。通過循環(huán)“頂—推—降—縮”幾個步驟逐步完成梁的頂推，實現(xiàn)鋼桁梁的豎向、順橋向的移動或調(diào)整，保證鋼桁梁的坡度、全橋線形，最終完成重達(dá)6600噸的邊跨鋼桁梁頂推施工。該技術(shù)榮獲第十七屆中國專利獎金獎。
作為杭瑞高速貴州境內(nèi)畢節(jié)至都格（黔滇界）段的控制性重點(diǎn)工程，北盤江大橋的成功合龍，標(biāo)志著以我國東部城市杭州為起點(diǎn)，貫穿浙江、安徽、江西、湖北、湖南、貴州至云南瑞麗口岸等7省3404公里的杭瑞高速公路打通“最后一公里”。今年底全面建成通車后，將有效改善云、貴、川、渝等地與外界的交通狀況，提高區(qū)域路網(wǎng)服務(wù)水平，充分發(fā)揮高速公路的輻射帶動效應(yīng)，促進(jìn)地方社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為國家“一帶一路”戰(zhàn)略添上濃墨重彩的一筆。（經(jīng)濟(jì)日報記者齊慧）
(原標(biāo)題：北盤江大橋翻越技術(shù)新高峰)
本文來源：中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)
