经过三年多建设,新的世界第一高桥——贵州花江峡谷大桥将于9月28日正式建成通车。
通车后,大桥两岸通行时间将从2小时缩短至2分钟。
横跨贵州黔西南州与安顺市交界处的花江峡谷大桥是六枝至安龙高速公路的控制性工程,大桥全长2890米,主跨径1420米,是目前世界山区峡谷第一大跨度钢桁梁悬索桥;其桥面距水面垂直高度625米,超越北盘江第一桥成为新的世界第一高桥。
一线建设者攻克峡谷强风、复杂地质等难题,大桥在抗风设计、高空施工等领域实现了多项技术突破,获得授权专利21项,多项技术成果纳入国家桥梁建设标准。
被逼出来的技术
轻量化索鞍给桥减负31%
索鞍是放置在悬索桥主塔顶部的部件,它“扛起”主缆,作为关键传力枢纽,其性能直接关系到桥梁安全性和使用寿命。
花江峡谷大桥是一座大跨径钢桁梁悬索桥。传统铸造工艺生产的索鞍,单件重量达到上百吨,若将其吊装到距水面近800米高的主塔顶部,需要动用超大吨位的吊装设备。
“要是在大江大河上的话,万吨浮吊可以说是想吊哪里就可以吊哪里,但在绵延不绝的山区、悬崖峭壁之间,大吨位的设备或材料运输极为不便。”花江峡谷大桥项目总工程师刘豪说。
桥梁跨径越大,索鞍所承受的重量越大,花江峡谷大桥的索鞍,需兼顾轻量化与高性能,因此,更轻、更强的索鞍成为技术突破要点。
建设团队首创了一种“高性能锻焊组合式索鞍”。这种锻造工艺的索鞍,与传统铸造索鞍相比,不仅在用料上减少了31%的用钢量,力学性能和稳定性还有很大提升。“这是我们‘被逼出来的技术’。”刘豪说。
最终,经过严格测试,新款轻量化索鞍在承受重载、抗疲劳、抗腐蚀等方面表现卓越,较传统索鞍其力学性能和稳定性提升了30%以上。这一技术创新,不仅显著提高了桥梁的承载能力和使用寿命,还将大大降低维护成本,为今后桥梁的健康运行提供有力保障。
24小时捕捉风的“脉搏”
为大桥安装全天候“天气眼”
“对抗峡谷强风,是施工中最大的难点。”大桥投资建设单位、贵州交通投资集团有限公司董事长袁泉说,花江大峡谷两岸最窄处仅300米,最宽处达3公里,地形复杂、地势险峻。同时,气候多变、气象复杂,瞬时风力最高可达强台风级别14级,很多时候上一秒没事,下一秒飓风就冲上来,别说施工,人站在地面上都可能被风刮走。
为了掌握风的规律,开建前,建设团队就启动了峡谷风数据监测。通过在大桥桥位区应用多普勒激光雷达,获取桥位区域的风速、风向、风攻角等海量风场数据,以洞悉风的流动模式,进而开展风洞实验找到最优的大桥结构形式和抗风措施。
大桥建设期间,多普勒激光雷达测风系统24小时值守捕捉风的“脉搏”,如同为大桥安装全天候“天气眼”,为施工人员筑起一道安全屏障。如遇强风袭击,系统能够提前预警,指导施工人员采取避险措施,有效避免安全事故的发生。
为了让大桥结构更能抗风,施工团队设计的流线型钢桁梁具有独特的水滴形截面,能显著降低风荷载。在此基础上,桥梁上下弦增设的稳定板,如同为大桥装上了一对“平衡翼”,可抑制绝大多数横向风振。“它不能改变风,但能改变风作用的方向。”贵州交通投资集团有限公司副总经理、总工程师韩洪举说。(据新华社电)