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)劃設計院設計，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)劃設計院有限公司（以下簡稱公規(guī)院）的設計團隊初接北盤江大橋的設計任務。
在勘察現(xiàn)場時，從塔基安全性和方便施工的角度，設計團隊確定了北盤江大橋的跨徑應該在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）兩個方案中進行比眩
在此之前，公規(guī)院設計完成的貴州壩陵河大橋即將于當年底建成通車。就在所有人都以為，這一次這個團隊肯定會照搬壩陵河懸索橋的成熟設計方案和完整建設經(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，設計隊伍已經(jīng)積累了豐富的設計、施工經(jīng)驗，為何棄之不用？
面對質疑，團隊的想法很簡單：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，為世人奉獻一座全新的精品大橋。
不僅如此，當?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，對橋梁地基基礎的安全形成嚴峻考驗，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)濟性上比懸索橋具有更強的競爭優(yōu)勢，對環(huán)境影響小，無疑是一個既經(jīng)濟又環(huán)保的最佳方案。
為此，公規(guī)院組織了一支強大的橋梁設計陣容，經(jīng)過多輪技術、經(jīng)濟比選論證，最終確立了最佳設計方案——北盤江大橋采用主跨720米鋼桁梁斜拉橋。
精心設計
在山區(qū)修建鋼桁梁斜拉橋，最大的建設難點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，主梁的架設成為本項目的最大難點。
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噸的主桁自重無疑加大了高支架的風險。如采用常規(guī)的邊跨落地支架中跨纜索吊機的施工方式，至少需要投入約1.5萬噸支架，施工成本巨大，支架施工安全風險及施工費用又將會大大提高。
一時間，項目陷入僵局，斜拉橋方案遲遲無法落地。
關鍵時刻，公規(guī)院設計團隊的負責人彭運動、劉波，技術骨干侯滿、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，直至對國內外橋梁的施工方法有了煥然一新的認識，最終做到了戰(zhàn)勝自我——
本橋主橋兩岸端部設計標高與山坡頂部地面標高接近，設計組敏銳地抓住了這個細節(jié)，創(chuàng)新性提出在邊跨增設一個輔助墩、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，主跨采用橋面吊機進行拼裝。
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用，參建各方及專家終于被設計組細致巧妙的方案征服，一致同意選用鋼桁梁斜拉橋方案。
設計負責人彭運動說，雖然每一次的設計過程都異常艱辛，每個新的技術方案得到認可都要經(jīng)過反反復復的計算和說服，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，建設中面臨山區(qū)大體積承臺混凝土溫控、超高索塔機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難題。
面對這些技術難題，中交二航局項目部發(fā)揮“爭科技領先、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”，成功攻克五大技術難題，在國內率先實現(xiàn)將機制砂混凝土泵送高度提升到269米，鋼桁梁斜拉橋上應用步履式頂推、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加勁梁等四項技術創(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，但受彎受拉的能力有限，大橋輔助墩墩高84米，相當于28層樓高，對這樣的大高個，上面如果稍有風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，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攻關，鋼桁梁步履式頂推可以自動調節(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換、支撐系統(tǒng)往復移動、橋梁結構穩(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、順橋向的移動或調整，保證鋼桁梁的坡度、全橋線形，最終完成重達6600噸的邊跨鋼桁梁頂推施工。該技術榮獲第十七屆中國專利獎金獎。
作為杭瑞高速貴州境內畢節(jié)至都格（黔滇界）段的控制性重點工程，北盤江大橋的成功合龍，標志著以我國東部城市杭州為起點，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)服務水平，充分發(fā)揮高速公路的輻射帶動效應，促進地方社會經(jīng)濟發(fā)展，為國家“一帶一路”戰(zhàn)略添上濃墨重彩的一筆。（經(jīng)濟日報記者齊慧）
(原標題：北盤江大橋翻越技術新高峰)
本文來源：中國經(jīng)濟網(wǎng)
