跨越“地球裂缝” 挑战世界极限
探访世界第一高桥贵州花江峡谷大桥
作者： 萧子静 刘叶琳 万国权
(相关资料图)
炎炎夏日，贵州省关岭布依族苗族自治县县城西南，被称为“地球裂缝”的花江大峡谷上，六安高速(六枝至安龙高速公路)花江峡谷大桥建设正酣，大桥6号主塔已封顶，5号主塔正在加紧建设中。
数台塔式起重机高高扬起金黄色手臂，助力六枝岸5号主塔塔柱、横梁施工建设。这是花江峡谷大桥的最高索塔，设计塔高262米，相当于80多层楼房高度。今年3月以来，它正以平均每天0.8米的速度向上“生长”。
跨越“地球裂缝”的花江峡谷大桥，是六安高速的关键控制性工程。1420米的主桥跨径和625米的桥面至水面高度，将让这座巨大的钢桁梁悬索桥刷新世界纪录。
建成后，它将超越连接黔滇两省的北盘江大桥(565米垂直高度)，成为新的世界第一高桥，同时还将刷新世界山区桥梁最大跨径纪录。
让我们走近这座未来的世界第一高桥，看看它在设计、技术、工艺等方面，有哪些高超之处。
1 突出生态保护、融入地域文化，打造桥旅融合示范项目
重峦叠嶂、沟壑纵横的贵州，由于独特的自然地貌，是世界上特大峡谷桥分布最密集、数量最多的地区。万桥越黔山，贵州被誉为“世界桥梁博物馆”。世界前100座高桥中，有近一半在贵州。
花江峡谷一带，属云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带。这里山高谷深、地形险峻，地质构造复杂，峡谷风力、湿度、温度变化莫测。跨越“地球裂缝”建桥，难度不言而喻。
“在贵州山区建设超级大桥，虽有很多经验可循，但花江峡谷大桥这样的跨度、高度，对桥梁设计与施工都是一次全新的超级挑战。”作为花江峡谷大桥设计团队负责人，贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司设计师叶洪平曾主持过多座特殊结构桥梁的设计工作，有丰富的山区大跨度桥梁设计经验，但回忆起拿到花江峡谷大桥设计项目时的感受，叶洪平直言“既激动，又感到压力很大”。
为尽快确定大桥设计方案，设计团队历经数月深入实地勘察、收集各类数据，并与贵州省交通运输厅、贵州交通建设集团有限公司及省市级相关单位等反复研究讨论。根据环境适应性，以保护生态为前提，设计团队最终因地制宜采用高桥位大跨度钢桁梁悬索桥方案，缩短了起点岸隧道长度，节约工程总体造价。
花江峡谷一侧的六枝岸，陡崖坡度超过80度，地形陡峭、落差大。平面占地面积较大、以混凝土自重及其与基底间的摩阻力来平衡主缆拉力的重力锚方案，并不适用于该地形。
叶洪平介绍，在这样的地形条件下，该桥六枝岸采用主缆外偏引入隧道锚的结构形式，同步解决了六枝岸隧道锚与主线隧道空间位置冲突问题，优化了隧道与隧道锚结构受力。这样便有效减少了山体土石方开挖体量，能最大限度保护桥位周边环境。
“两岸主塔高差大，两岸结构刚度差异大，我们通过调整两岸主塔结构尺寸、加大边跨主缆角度等，合理匹配结构体系刚度；主梁首次采用上、下水平稳定板抗风措施；桁梁两侧的检修步道，局部改造成景观廊道，建成后可在廊道内远眺峰林；6号主塔顶设玻璃观光屋，建成后可乘坐垂直观光电梯实现1分钟登顶……”谈及大桥设计亮点，叶洪平如数家珍。
“我们力争将花江峡谷大桥打造成贵州首个集桥梁观光与高空探险桥旅融合的多功能综合体。”花江峡谷大桥建设管理单位，贵州省六安高速公路有限公司有关负责人说。
据了解，2022年10月，交通运输部印发的《支持贵州在新时代西部大开发上闯新路 实现交通运输高质量发展实施方案》，提出支持贵州深化交通与旅游融合发展，打造“桥旅融合”示范项目和路旅融合品牌。
利用世界级桥梁，打造世界级旅游景区景点。花江峡谷大桥，正是贵州省重点打造的“桥旅融合”示范项目。“项目建设融入地域文化、花江村古寨文化、布依族民族风情等元素，在大桥主梁、主塔、锚碇、引桥等融入桥旅、体旅项目设计。”有关负责人介绍。
2 智能建造、高精控制，不惧12级大风建设200多米主塔
与六枝岸5号主塔隔峡谷相望的，是204米高的安龙岸6号主塔，该塔已于今年4月顺利封顶。
站在6号主塔上眺望，峡谷中云雾缭绕，对岸壁立千仞、气势磅礴，峡谷中的北盘江宛若一条碧绿丝带，蜿蜒而过。
对于一座桥而言，主塔建设往往是“最难啃的硬骨头”，在花江峡谷大桥项目中更是如此。这里不仅地形陡峭，而且风场复杂，目前监测到的最大风速超过12级。在这里建设相当于80多层楼高的主塔，无疑是巨大的挑战。因此，在施工伊始，就用上了专门观测风的设备——风观测激光雷达。据介绍，风观测激光雷达可观测桥位风场，经数据处理与分析后，可获知桥位风速风向等基本规律。
“受地形和气候影响，突风是这里的常客。”贵州省六安高速公路有限公司有关负责人介绍，山区峡谷风速变化快，有非常强的突发性，极易影响施工安全。在这样的外部环境下，传统墩柱施工技术显得“动力不足”，难以满足超高混凝土桥塔建设的实际需求。
经过一次次试验探索，负责施工的贵州桥梁六安8标项目管理团队研发出山区峡谷超高索塔竖向移动工厂整体式爬模系统，让花江峡谷大桥实现智能化建造。
该系统采用BIM(建筑信息模型)与CAD(计算机辅助设计)三维模板体系精细化建模，以液压系统为主动力，构筑“截面递减爬升平台+施工平台顶架+内挂平台”的整体式造塔平台。整个空间集设计研发、模架爬升、钢筋部品调位、混凝土精准布料、自动振捣、峡谷风环境监测、智能养护、安全监控、防雷避险及逃生通道等集成控制于一体，同时配有智能塔吊、高强度抗风电梯等一系列配套设施，不仅有力提升工程建造质效，还可抵御15级大风，确保施工安全。
项目团队还对山区长大桥梁建设技术展开系统集成研究，通过智能养护系统、大直径钢筋模块化安装、主塔群塔(塔吊)智能监控系统管理平台等，推动施工技术迈向工业化、高精化、智能化。
比如，针对大体积混凝土在浇筑完成后易产生温度裂缝，破坏混凝土结构的完整性、稳定性等问题，项目团队自主研发智能模块化温控系统，通过手机可以随时监测并控制浇筑温度，确保浇筑质量。项目团队还自主研发超高混凝土泵送技术，采用轻型煅焊结构索鞍、大吨位智能缆索吊等一系列新技术，开展超大跨径猫道抗风研究、隧道锚开挖及山区峡谷风研究等，让科技创新赋能大桥建设。
3 逐段爆破、微爆降扰，攀崖伏壁凿出挂壁公路
崇山峻岭中，一条7米多宽的山间岩道蜿蜒曲折，通往花江峡谷大桥安龙岸6号主塔底部。
“这条山间岩道是我们修建的施工便道。”六安8标项目负责人吴朝明介绍，进场初期，由于山体坡度超过80度，山间连一条像样的路也没有，机械设备根本无法入场，大规模爆破开道既不安全，又易对自然环境造成较大破坏。如何推进工程进度？只能靠人工小规模逐段爆破开挖。
施工人员身系安全绳，像蜘蛛侠一样攀崖伏壁，一边进行预裂爆破，以“短进尺”施工方式开凿岩道，一边采用钢筋型材、钢模板、粗铁丝等组成防滚石的围挡，确保人员和设备安全。
“下面就是几百米深的大峡谷，可谓步步惊心。”吴朝明说，就这样，他们硬是在峭壁深谷间凿出了一条挂壁公路。
施工过程中，稍有不慎就会出现岩石滚落的情况，这不仅影响路基临空面侧山体及山脚周围区域的生态环境，还会对下方工点的施工安全产生巨大威胁。
经反复尝试，六安8标项目团队摸索出两个行之有效的解决办法：一是采取主动防护措施，对孤石进行打钻穿孔，用钢丝套绳进行锚固稳定；二是微爆降扰控制，对开挖山体实施分层多次控制爆破，减少周边山体的扰动变形，最大程度保证围挡防护体系的防护效果。
后期，这条施工便道将物尽其用，纳入“桥旅融合”永久性工程，成为游客前往花江峡谷大桥游览主塔、体验玻璃栈道和进行户外极限运动等项目的必经之路。
对岸，距离六枝岸5号主塔约200米的地方，六安高速云庄隧道两侧，各有一个深达近百米的巨型喇叭状坑体。坑里，技术人员正在井然有序地组织工人绑扎钢筋、安装大桥主缆预埋件等。
“他们正在修建花江峡谷大桥六枝岸的隧道锚。”贵州省六安高速公路有限公司有关负责人介绍，隧道锚施工中，普遍会遇到洞口无场地、洞室开挖坡度大和截面高、渣土运输及出渣困难等难题。作为目前山区同类型桥梁中设计最深、尺寸最大的结构体，花江峡谷大桥的隧道锚“更难”——在上述难题的基础上，还存在地形陡峭、基岩裸露、开挖量大等难题。
施工人员用“深、大、陡”来概括其施工难点。据了解，花江峡谷大桥六枝岸隧道锚轴线长度为94米，单个隧道锚开挖量近2万立方米。
“普通斜井轨道运输出渣系统难以解决大容量、大倾角两个难题，也无法保证工程效率和安全。”贵州公路六安高速7标项目负责人王朝国说，他们结合隧道锚施工实际需求，探索研发出隧道锚多功能出渣运输设备系统，仅用一条轨道，便能同时满足出渣车和挖掘机、混凝土湿喷机、钻孔等设备进出要求。使用该系统后，一次性出渣量从原来的4立方米提升至12立方米，每天出渣量达800吨，大大缩短了隧道锚施工工期，同时兼顾了成本及安全。
建设的是桥，淬炼的是技术。项目团队用智慧和汗水竭力托起一座新的“世界第一高桥”。在接下来的桥梁上部构造施工中，建设者们将继续沿着创新轨迹，一路挑战、一路超越。(中国纪检监察报)