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【工程巡礼】矮寨特大悬索桥——突破传统工艺,架设在云端的骄傲

2018-08-09 10:26:28 红网时刻

矮寨特大悬索桥(简称矮寨大桥)是由湖南路桥建设集团有限责任公司(简称湖南路桥集团)承建的一座世界级桥梁。大桥建成之初,创造了四个世界第一——世界上跨度最大的峡谷桥梁工程;世界首创“塔-梁分离式悬索桥”新结构;世界首创“轨索滑移法”架设加劲梁新工艺;世界首创碳纤维材料岩锚体系。

对桥梁建设者而言,矮寨大桥是一座突破传统工艺,具有里程碑意义的“超级工程”,矮寨大桥被中国公路建设行业协会授予李春奖。湖南路桥集团党委书记、董事长杨宏伟表示,“路桥湘军”将一如既往地追求卓越品质,打造行业典范,以质兴企,以优取胜。

敢为人先的“中国创造”

湘西矮寨,地处云贵高原山脉断层处,山高坡陡,地势陡峭。矮寨大桥需要跨越1000多米的德夯大峡谷,桥面距离峡谷底部高度达355米,施工难度在国际、国内建桥史上都十分罕见。建设者要同时面对地形险要、地质复杂、气象多变、吊装困难、运输不便五大难题,然而湖南路桥集团的建设者没有丝毫退缩。他们敢为人先、勇于创新、攻坚克难,用智慧和汗水铸造了建桥奇迹。

矮寨大桥钢桁梁总重达8342吨,最重的节段约200吨,施工时必须先把钢桁梁拆分成杆件,用汽车运到工地,重新拼装成节段后,再将两岸的钢桁梁运输到大桥中间,最后进行垂直起吊。如何把上百吨一节的钢桁梁运输到指定位置,是整个工程的关键。大桥项目团队先后与10余家高校、企业反复进行模型试验和方案论证。最终,他们成功采用“轨索滑移法”运梁新装备架设主梁,创下了80天架设1000米悬索桥主梁的世界新纪录,与同类型桥梁相比,工期缩短8至10个月,创造直接经济效益超过1.2亿元。该工艺还可以推广到中、下承式拱桥等其他桥型的施工,具有广泛的适用性和生命力。

作为我国桥梁技术发展历程中的一项原创技术,“轨索滑移法”突破了传统施工方法的建设条件制约,成功解决了深切峡谷悬索桥主梁架设的难题,成为悬索桥加劲梁建设的“第四种方法”。“中国桥梁人用自己的智慧首创了‘轨索滑移法’架梁技术,为世界贡献了一种全新的施工方案。该发明将对今后山区悬索桥的设计、施工产生深远影响。”美国国家工程院院士、中国工程院外籍院士、国际著名桥梁建筑工程大师邓文中高度评价“轨索滑移法”。“矮寨大桥是我国真正具有原创技术的两座大桥之一,其工艺可以推广,特别是对山区大跨度悬索桥,经济实用。”原交通部总工程师凤懋润说。

“三严”保障质量与安全

作为桥梁建设的里程碑工程,矮寨大桥设计使用寿命100年,质量与安全容不得丝毫偏差。为确保工程质量,项目部专门制定了高标准的工程质量目标及创优计划,建立健全PDCA质量保证体系,严格执行“事前严要求、过程严管理、事后严检测”的“三严”管理。开展多种工艺研究试验,严格按工序流程进行控制,所有加工制造细则均需通过首工件试验和专家评审。除按质量验收标准进行工序验收外,由业主独立聘请专业检测单位对成品进行第三方检测,对施工过程进行监控和复控。

通过“三严”管理,工程品质显著提升,大桥工程整体造型新颖美观,桥梁线形顺畅,混凝土结构物达到了内实外光的效果,实测尺寸、强度指标均高于设计及规范要求;索梁体系等加工制造件,其制作与安装精度也优于设计与规范要求。

在矮寨大桥施工区域下方,车多弯急的319国道7次穿越危险区。如果安全防护工作不到位,哪怕是从桥上掉落一颗螺丝,经过300多米高空的加速坠落,也能够打穿车顶钢板,威力丝毫不亚于子弹。

项目安全管控严格,全面推行“平安示范工地”建设,委托专门机构进行风险评估,根据风险评估的结论制定对策、落实责任体系;根据现场条件划分风险区域(红、黄、绿三等),实行分区管理;根据工序进度及时提出风险预警,进行现场巡查、巡检;进行现场安全培训;实行工前提醒、工间检查、工后总结;制定应急预案,进行应急演练;事故无论大小,坚持执行“四不放过”法则。通过全面的安全严管,矮寨大桥没有发生任何较大及以上安全生产事故。大桥被评为湖南省公路水运工程平安工地建设活动“示范工地”,项目部被评为湖南省重点建设项目施工先进单位、全国“安康杯”竞赛活动优胜班组。

科学+担当 成就“最美桥梁”

矮寨大桥两岸索塔位置距悬崖边缘仅70至100米,重力锚位置被悬崖环绕。大桥索塔处存在岩堆、岩溶、裂隙和危岩体,仅在吉首岸索塔基坑附近就发现大小溶洞18个,其中最大的溶洞体积近万立方米,地质条件非常复杂。

在工程方案比选阶段,业界对选择桥梁还是隧道方案存在较大分歧,在如此复杂的环境中修建一座大桥是无法想象的。矮寨大桥最后选定的悬索桥方案相比于备选的隧道方案,减少隧道土石方开挖量180万立方米,缩短路线长度约11公里,节约了工程投资,同时每年节约运营费用近3000万元。

站在大桥中央向下望,当地人世代称颂的“姊妹峰”和苗族、土家族聚居的矮寨风光尽收眼底,桥头山上两座白色的桥塔傲然挺立,橘红色桥身、银白色吊索与绿意盎然的山谷交相呼应,令人不禁感叹眼前的盛景奇观。

矮寨大桥在建设过程中,严格贯彻了环保新概念,尊重自然、尊重地区特性,树立“不破坏就是最大的保护”的理念,坚持对生态环境“最小程度的破坏,最大限度的保护,最强力度的恢复”的原则,采用的塔梁分离式结构应用减少了山体开挖53%,实现桥梁与自然、地域景观特色、人文环境协调发展。桥梁两端采用生物团粒、植生袋、立体生态防护等技术治理石漠化边坡,使石漠化边坡植被覆盖率达到了85%,做到了对环境最小程度的破坏,使工程建设顺应自然、融入自然,大桥被中国公路学会评为“中国十大最美公路(桥梁)”。

筑路架桥为初心 建设交通强国为使命

目前,矮寨大桥已获发明专利8项、实用新型专利1项、国家级工法1项、省部级工法10项。矮寨大桥原创的新工艺、新技术先后荣获2012年度中国专利优秀奖及湖南省技术发明一等奖、2013年度中国公路学会科学技术奖特等奖、2015年度国际道路联盟“GRAA”大奖、2017年度国家科学技术进步二等奖。

承建矮寨大桥的湖南路桥集团是全国首批获得公路工程施工总承包特级资质的大型国有企业,拥有各类资质50余项,业务涵盖公路、桥梁、隧道、市政、轨道交通等基建领域,市场遍及20多个省级行政区以及亚洲、非洲、南美洲的20多个国家和地区。湖南路桥集团以筑路架桥为初心、以建设交通强国为使命,60多年来,先后承建了以矮寨大桥、南京长江三桥、杭瑞高速公路洞庭湖大桥为代表的各类大中型桥梁1000余座,在大跨径桥梁领域形成了核心技术优势,享有“路桥湘军”美誉。

进入新时代,湖南路桥集团描绘了“扬帆新时代、实现新跨越、奋力谱写集团高质量快速发展新篇章”的宏伟蓝图,致力于为实现中华民族伟大复兴的中国梦作出新的更大贡献。

工程名片

湖南矮寨特大悬索桥是国家重点规划的8条高速公路之一——长沙至重庆通道湖南段吉(首)茶(峒)高速公路的重点工程,也是世界上跨度最大的峡谷桥梁工程。大桥设计为钢桁加劲梁单跨悬索桥,主跨1176米,工程于2007年10月28日正式开工,2012年3月31日建成通车。

矮寨特大悬索桥已获发明专利8项、实用新型专利1项、国家级工法1项、省部级工法10项,并先后荣获2012年度中国专利优秀奖及湖南省技术发明一等奖、2013年度中国公路学会科学技术奖特等奖、2015年度国际道路联盟“GRAA”大奖、2017年度国家科学技术进步二等奖、2016至2017年度李春奖。

来源:中国交通报 作者:陈珏 编辑:陈珏