新聞眼
今年是新中國成立75周年。伴隨著祖國的發(fā)展、跨越，廣西科技創(chuàng)新的步履，同樣鏗鏘有力。
空中俯瞰八桂大地，青山綠水間，一座座創(chuàng)造了“廣西第一”“中國第一”乃至“世界第一”的特大橋梁，跨山川、接城鄉(xiāng)、通江海，讓無數(shù)天塹變通途，傳遞著民生的溫暖，成為地方區(qū)域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的紐帶。
為探究這些特大橋梁建設(shè)背后的科技力量和創(chuàng)新成果，展現(xiàn)廣西在一次次重點工程建設(shè)實踐中實現(xiàn)從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”的歷史性跨越，展現(xiàn)全區(qū)各級各部門建設(shè)高水平創(chuàng)新型廣西的成效經(jīng)驗，觸摸壯美廣西經(jīng)濟社會發(fā)展的強勁脈搏，即日起，廣西云-廣西日報推出“‘橋’見新跨越”系列報道，讓廣大讀者通過記者的筆端和鏡頭，“橋”見匠心、“橋”見奮斗、“橋”見發(fā)展、“橋”見幸福。敬請垂注。
立冬時節(jié)，紅水河波光粼粼，飛架在龍灘水庫兩岸的天峨龍灘特大橋，如蒼龍出海，氣勢磅礴、壯麗雄偉。
從圖紙上的憧憬，到現(xiàn)實中的震撼，天峨龍灘特大橋的建設(shè)故事，寫在四季里，繪入山河中。
作為西部陸海新通道上南丹至天峨下老高速公路（以下簡稱南天高速）的控制性工程，這座世界最大跨度勁性骨架混凝土拱橋，從投資、設(shè)計，到施工、監(jiān)理、運維，都由廣西企業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。他們運用中國拱橋創(chuàng)新技術(shù)，開辟了世界拱橋跨徑600米的先河，成就了世界大跨徑拱橋的“百年跨越”。
世界拱橋看中國，中國拱橋看廣西。
這座震驚世界的超長混凝土拱橋，背后有哪些硬核科技？它的建設(shè)給世界造橋技術(shù)帶來了哪些革命性變化？
混凝土拱橋跨徑世界紀錄增至600米
跨徑一舉增長155米，實現(xiàn)了“百年跨越”
“爬到龍王坡，回頭望天峨；山高路又險，眼淚流成河……”20多年前，天峨的一首山歌，唱出了當?shù)亟煌浜髱淼臒o奈。
且盼、且望、且期待。“長龍臥碧波，天塹變通途”，成了天峨群眾翹首以盼的夢想。
2018年底，由廣西交通投資集團投資建設(shè)的南天高速破土動工。它承載著兩地群眾的希望，穿越崇山峻嶺、跨越河流溝谷。
這是廣西深度參與西部陸海新通道建設(shè)的又一重要工程，對推動桂西北地區(qū)和云貴川渝等向海圖強有著重要意義。
作為南天高速的控制性工程，天峨龍灘特大橋的建設(shè)最為關(guān)鍵，難度最大。
崇山峻嶺間，天峨龍灘特大橋飛架紅水河上，氣勢如虹。 廣西云-廣西日報記者 藍鋒 通訊員 牙浩翔 攝
大橋橫跨龍灘水庫，全長2488.55米。橋址水位變動大，兩岸地勢險峻。
它能否實現(xiàn)？如何實現(xiàn)？
位于龍灘水電站上游約6公里處，大橋建設(shè)現(xiàn)場，一直活躍著一位精神矍鑠的老者——鄭皆連。他是中國工程院院士、廣西大學教授，大橋建設(shè)的主持者。
“橋梁建設(shè)，必須安全可靠。這是一條鐵律！”每到工地，鄭皆連都反復叮嚀，一口濃重的四川話，渾厚而滄桑。
橋梁的安全，是鄭皆連最為操心的事情。
俗語說，房子看高，橋梁看跨。橋梁的主跨長度，是衡量橋梁技術(shù)水平和建設(shè)能力的重要標志。跨度越大，意味著建設(shè)難度越大。
采取何種方案橫跨浩渺的水面，連通兩岸？
設(shè)計、論證，再次設(shè)計、不斷論證……圍繞大橋受力合理性、施工便利性、運營期的維護以及行車舒適度等方面，設(shè)計團隊夜以繼日，不停地研究比對、調(diào)整優(yōu)化、完善方案，僅初步設(shè)計論證就耗時一年多。
最終，項目決定采用主跨600米的超大跨度勁性骨架混凝土拱橋方案。
跨徑600米，這是什么概念？
回顧拱橋的發(fā)展歷史，勁性骨架混凝土拱橋在1898年被發(fā)明；1980年，主跨390米的克羅地亞克爾克大橋建成；2016年，滬昆高鐵北盤江特大橋建成，主跨445米……
混凝土拱橋跨徑從390米增長到445米，足足用了36年。也就是說，自1980年以來，該類型橋梁跨徑僅以平均每年增長1.5米的速度發(fā)展。
“天峨龍灘特大橋?qū)⒖鐝揭慌e突破到600米，跨徑增長了155米，實現(xiàn)了‘百年跨越’。”今年國慶前夕，鄭皆連再談龍灘特大橋的建設(shè)，言語甚為豪邁。
他對記者說，這是一個難度和風險最高，且當時世界上并無實例可供借鑒、參考的方案，但卻是一個更為實用更為經(jīng)濟的方案。
“這比斜拉橋方案節(jié)省建設(shè)成本約1億元。”廣西交投集團南天高速工程建設(shè)指揮部指揮長黎水昌分析，該橋型受力性強、工程耐久度高、易于后期維護，更適用于山多平地少的峰叢地貌。
但，如何確保拱桁高精度合龍，如何防止外包混凝土開裂……一系列難題如同攔路虎，給項目施工帶來巨大挑戰(zhàn)。
從設(shè)計的角度來看，大橋的跨度已遠超規(guī)范條文的適用范圍，不管是設(shè)計理論還是計算方法，都需要重新探索。
從材料的角度而言，大橋的大體量、高應(yīng)力特點對材料特性、材料制備提出了更高的要求。
另外，大橋跨度大、施工工序復雜，對施工組織、加工安裝控制精度等方面，也提出了前所未有的挑戰(zhàn)。
在190米高空“穿針引線”
拱桁合龍口誤差控制在2毫米以內(nèi)
開便道、做場站、挖拱座、筑樁基……2020年6月，天峨龍灘特大橋的建設(shè)在一片荒蕪中起步。
大橋橫跨龍灘水庫庫區(qū)，雨、旱季水位高低差達45米；下老岸地質(zhì)條件復雜，有破碎的強風化泥質(zhì)砂巖、順層坡、局部裂隙發(fā)育……
面對惡劣的自然環(huán)境和地質(zhì)條件，“筑夢成虹”談何容易？
施工最大的難點，在于如何確保拱肋節(jié)段合龍的精度。
“這相當于在190米高空‘穿針引線’。”黎水昌解釋，拱肋需要一節(jié)節(jié)從兩側(cè)向中間遞進，逐步拼接成完整的主拱，空中對接精度須達到毫米級。
一連串的數(shù)據(jù)，把大橋的獨特性展露無遺：勁性骨架共分為48個拱肋節(jié)段，用鋼量累計達8100多噸，比法國埃菲爾鐵塔用鋼還多900多噸；大橋累計焊縫達7.2萬米，相當于近29座龍灘特大橋的長度；大橋鋼結(jié)構(gòu)零部件總數(shù)高達15.5萬件，最重拱肋節(jié)段重達200噸。
完成這一重要任務(wù)的，是項目總工程師羅小斌帶領(lǐng)的團隊。
鋼構(gòu)場開始建設(shè)的時候，正值盛夏。
羅小斌時常站在山坡上俯瞰場地，不停地在筆記本上勾勒著場地布局，晚上又用CAD把胸中丘壑轉(zhuǎn)化成圖紙，反復優(yōu)化若干次才最終成型。
當各類型設(shè)備按照最初構(gòu)想完美落地后，一個標準化廠房在龍灘水庫邊誕生。
隨著一批批鋼材進場，火花飛濺的場面蔚為壯觀。羅小斌在現(xiàn)場執(zhí)著于每一毫米精度，較真于方案里的每一個細節(jié)。
“每道工序都要精雕細琢。”項目副經(jīng)理劉興焱坦言，控制精度是大橋鋼結(jié)構(gòu)加工的一大難點，勁性骨架零部件加工、安裝誤差累積，焊接變形累積及骨架受力后的形變，都是影響勁性骨架精確合龍及結(jié)構(gòu)安全的重要因素。
關(guān)關(guān)難過關(guān)關(guān)過，越是艱難越向前。
經(jīng)過大量數(shù)據(jù)驗算和實體試驗，羅小斌和團隊制定出勁性骨架各構(gòu)件加工、骨架拼裝等27項工藝評定標準，并建立完備的質(zhì)量保證體系，把構(gòu)件加工和拼焊平面尺寸誤差控制在毫米范圍，特別是將外法蘭和節(jié)段端面誤差精度控制在0.2毫米以內(nèi)，基本相當于一張A4紙的厚度。
2021年秋天，橋墩拔節(jié)而長，高96米的吊扣分離式塔架聳入云端，主索、吊塔、地錨及電控系統(tǒng)漸次落地……準備工作有序進行。
2022年2月27日，世界橋梁工程界的一場毫米級“藝術(shù)盛宴”精彩上演。
起吊、橫移、就位、張拉、焊接……兩岸起吊的一個個百噸級拱肋節(jié)段以毫米之微，穩(wěn)穩(wěn)地停在半空，仿若兩根有力的手臂，圓滿解決了“高空穿線”的難題。
最終，歷時99天，大橋主橋拱桁實現(xiàn)高精度合龍，合龍口誤差控制在2毫米內(nèi)，拱軸線偏差小于10毫米，高程偏差小于30毫米!
合龍完成，現(xiàn)場一片歡呼。
創(chuàng)新應(yīng)用“三六八”施工工藝
圓滿完成重達7萬多噸混凝土澆筑任務(wù)
天峨龍灘特大橋勁性骨架拱肋節(jié)段的順利合龍，正式拉開了大橋重點、難點建設(shè)的序幕。
大橋拱頂徑向截面高8米，拱腳徑向截面高12米，鋼構(gòu)拱肋合龍后，需外包混凝土約2.8萬立方米，擁有“血肉之軀”后，才最終形成大橋的受力主體。
“借助平南三橋的建設(shè)經(jīng)驗，項目順利完成拱肋節(jié)段的合龍，但這還不是最困難的。”鄭皆連說，在國內(nèi)外尚無同類型施工經(jīng)驗借鑒的情況下，另外一個需要攻克的技術(shù)難點是如何防止外包混凝土的開裂。
此外，拱上場地狹窄、風險源分布廣、峽谷風肆虐、澆筑作業(yè)面最大傾角達43°等，也是必須克服的一道道難題。
但大橋建設(shè)者們沒有退縮。
深夜，項目辦公室里，青年突擊隊成員唐雁云和技術(shù)部門的同事敲擊鍵盤的聲音此起彼伏。
電腦屏幕上紛飛的線條、詳實的數(shù)據(jù)，辦公室激烈的討論聲……唐雁云把那段時間形容為“深夜的狂歡”。
在鄭皆連的指導下，建設(shè)者們創(chuàng)新應(yīng)用“三環(huán)六段八工作面”施工工藝（即外包混凝土分底板環(huán)、腹板環(huán)、頂板環(huán)3個環(huán)節(jié)依次澆筑，每個環(huán)節(jié)分6段進行澆筑，設(shè)8個工作面同時組織施工），巧妙地解決了拱肋不平衡加載引起的線形變化偏差大以及混凝土拉應(yīng)力超標等問題，有效降低了外包混凝土開裂風險。
技術(shù)團隊還通過勁性骨架外包節(jié)段足尺模型和1∶10 縮尺模型對混凝土品質(zhì)展開攻關(guān)研究，研發(fā)出了流動性高、密實性好、便于施工的高品質(zhì)混凝土，并在拆模后及時通過“兩布一膜”施工工藝對混凝土進行養(yǎng)護，實現(xiàn)了混凝土外在品位和內(nèi)在品質(zhì)的完美統(tǒng)一。
2023年4月，外包混凝土澆筑結(jié)束。這場始于清秋、盛于寒冬、終于暮春的大作戰(zhàn)落下帷幕，世界最大跨徑拱橋披上“銀色鎧甲”，紅水河上多了一道壯麗風景。
回看這一波瀾壯闊的建設(shè)歷程，科技創(chuàng)新不僅僅體現(xiàn)在施工技術(shù)上，還延伸到了工程管理的方方面面，綠色建設(shè)、信息化、智慧工地管理貫穿始終。
——應(yīng)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、AI等新技術(shù)，為打造百年品質(zhì)工程打下了堅實基礎(chǔ)。
——采用BIM+技術(shù)，讓整個工程從設(shè)計到施工的每一個細節(jié)都清晰地呈現(xiàn)在三維模型中，實現(xiàn)了可視化管理，極大地提高了管理效率和精度。
——安全云廣播系統(tǒng)、AI功能一體化智慧安全帽系統(tǒng)等的應(yīng)用，為施工人員的安全提供了全方位的保障。
曾經(jīng)，關(guān)山似鐵，橫亙在前，阻斷夢想的通路；如今，大橋屹立，氣勢磅礴，以其雄偉之姿展示著中國橋梁建造的實力。
2023年3月20日，在中國工程科技論壇暨第二屆世界大跨拱橋建造技術(shù)大會上，20多位中國工程院、中國科學院院士和500多名行業(yè)頂尖專家學者高度稱贊天峨龍灘特大橋的建造工藝及水準。
國際拱橋大會永久性學術(shù)委員會主席Bruno Briseghella贊嘆：“天峨龍灘特大橋的建造技術(shù)，代表了國際最高水準，質(zhì)量水平當屬上乘，在橋梁領(lǐng)域無出其右者。”
自治區(qū)黨委書記劉寧、自治區(qū)主席藍天立向大會致賀信表示，天峨龍灘特大橋在交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域叫響了“廣西品牌”，樹立了中國制造向中國創(chuàng)造跨越的橋梁建設(shè)領(lǐng)域樣板。
今年2月1日，天峨龍灘特大橋建成通車，世界拱橋正式邁入600米級時代！
大道通衢連四海，貨暢其流通八方。
站在天峨縣納老坡最高處眺望，從云貴高原飛馳向海的車流向世界宣告：大跨徑拱橋施工建造，廣西走在時代的前沿！
向下俯視，因為一群藍刀魚，天峨火遍全網(wǎng)；因為一座橋、一條高速公路，今年國慶期間20多萬游客涌入這座小城。
且憶、且念、且展望。
“龍灘特大橋的建成，極大地改善了天峨的交通基礎(chǔ)設(shè)施條件，提升了投資環(huán)境和區(qū)域形象，加強了我們與南寧、貴陽的聯(lián)系，為天峨的經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展帶來了巨大機遇。”憧憬未來，天峨縣委書記藍如帥充滿信心。
報紙版面截圖。 |
