世界最高十座橋八座“天橋”在中國

本刊特約記者 趙征南

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世界最高十座橋八座“天橋”在中國

本刊特約記者 趙征南

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世界最高橋紀錄又一次被我國橋梁人刷新！在黔滇交界，總投資超10億元的杭瑞高速北盤江大橋在2016年底建成通車。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，超越之前的世界第一高橋、560米的四渡河特大橋。

目前，世界最高的十座大橋中，有八座在中國。

作為杭瑞高速公路最后一個“瓶頸”，北盤江大橋的建成通車，意味著以杭州為起點，貫穿浙江、安徽、江西、湖北、湖南、貴州至云南瑞麗口岸7省3404公里的杭瑞高速公路全面竣工。相鄰的貴州都格鎮(zhèn)與云南普立鄉(xiāng)之間的車程將由2小時縮短為15分鐘，這將顯著改善西南地區(qū)與外界的交通出行，促進地方社會經(jīng)濟發(fā)展，為國家“一帶一路”戰(zhàn)略添上厚重的一筆。

深谷地形決定“第一高度”

貴州省六盤水市都格鎮(zhèn)龍井村，位于北盤江深切峽谷之中。對村民馬選軍而言，最麻煩的就是逢年過節(jié)，為了到山對面的云南親戚家，他要翻山越嶺走幾個小時的山路?！案羯胶暗脩?yīng)，見面要半天”，是云貴高原百姓生活的真實寫照。

北盤江大峽谷谷底廣泛分布形態(tài)各異的鐘乳石群。站在龍井村俯瞰，有的如刀斧利劍、有的如妖魔鬼怪，令人不寒而栗；從此仰望，云霧之中，一座橘紅色的長龍橫跨峽谷兩岸，宛若“天橋”。

如果說谷底的魔幻是大自然的鬼斧神工創(chuàng)造的自然奇跡，那北盤江大橋便是人間奇跡?！拔抑两褚矡o法想象，在我們頭頂直上直下的懸崖之間，能造出這么一座雄偉的大橋?！瘪R選軍說。

2009年，大橋總設(shè)計師彭運動也這么站在龍井村。已經(jīng)在貴州做了6年橋梁工程的他，面對眼前復(fù)雜的地形、地貌和地質(zhì)，臉上第一次有了不知道將橋架在何處的愁云。造橋沒有捷徑，他和他的團隊只能從起點——地質(zhì)勘測做起。經(jīng)過村鎮(zhèn)的推薦，從小在峽谷中長大的老鄉(xiāng)童三平成為彭運動勘察設(shè)計團隊的地勘向?qū)?。童三平告訴記者，沿著河谷的羊腸小道穿梭的地勘隊跋山涉水，上下游兩岸10公里幾乎走遍了。

回想起當初的鉆探過程，童三平對彭運動是又氣又敬?！拔覜]想到，隔了一條河，云貴兩岸的地質(zhì)差距那么大。貴州這邊石頭多，鉆探起來不是太難。云南那邊到處是田地，土層厚且溶蝕多，有一個鉆孔，老是埋鉆卡鉆，我們都想放棄。但彭運動說，少鉆一個都不行。這人也真是，太較真。不過，看在他也是為了大橋工程安全著想，我還是很尊敬他的?！?/p>

可具體的橋位還需考慮整個高速公路的走向?！皩υO(shè)計師而言，橋位和橋型的選擇絕不是為破紀錄而選擇，而是從地形、地質(zhì)、地貌等角度綜合分析，這是永恒不變的準則?！迸磉\動說：“北盤江大橋之所以建得那么高，就是因為橋位處的地形——谷深而非山高。對深谷而言，橋的高度降低，即便只降10米，也意味著周邊更多的路線深入‘地下’，需要開挖更多的路基和建更長的隧道。從經(jīng)濟上看，有更多隧道的高速路造價遠超單一高架橋的代價，所以我們才將橋建在接近山頂?shù)奈恢?。?/p>

棄懸索橋型并非標新立異

確定橋位后，橋型就成為各方關(guān)注的焦點。決定橋型的首要因素是跨度。根據(jù)前期勘查，此橋的跨度預(yù)計在670米以上，而混凝土斜拉橋最大跨度一般不過500米，梁橋、拱橋更不合適，再加上橋位地形、施工可行性等多方面因素限制，只有鋼桁梁斜拉橋和鋼桁梁懸索橋具備可操作性。

北盤江大橋設(shè)計時，貴州有史以來修建的技術(shù)含量最高的橋梁——壩陵河大橋剛剛通車，該橋的設(shè)計方正是中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司的彭運動團隊，彭運動用鋼桁梁懸索橋結(jié)束了高山峽谷區(qū)域建不了超千米大跨度橋梁的歷史。

類似的地形條件，相同的設(shè)計團隊，幾乎所有人，包括彭運動設(shè)計團隊的內(nèi)部人員都認為，彭運動將照搬已經(jīng)成熟的建設(shè)方案。但沒想到，他卻棄用了鋼桁梁懸索橋方案，改用鋼桁梁斜拉橋。

一時間，各方的質(zhì)疑撲面而來，業(yè)主、省交通廳和公規(guī)院領(lǐng)導(dǎo)對此皆有不同意見?！伴_始，有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)堅決不同意斜拉橋的方案，認為我有野心，刻意追求世界之最，標新立異。我承認，創(chuàng)新是設(shè)計師的靈魂，但我絕不會為了野心而創(chuàng)新，而是針對當?shù)丨h(huán)境而創(chuàng)新?！迸磉\動說。

他不斷向?qū)＜液皖I(lǐng)導(dǎo)講述自己的論證：“首先，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，兩岸懸索橋型的錨碇（至少8萬方）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。其次，橋址區(qū)基巖地層為石灰?guī)r地層，地下水活動頻繁，巖溶洞穴發(fā)育，很難找到適

合懸索橋的錨碇布置位置。再次，對于主跨跨徑為500-800米山區(qū)大跨徑橋梁，鋼桁梁斜拉橋在經(jīng)濟性上比懸索橋有明顯的優(yōu)勢。”經(jīng)過多輪科學(xué)比對，北盤江大橋最終被批準采用主跨720米的鋼桁梁斜拉橋方案。

建橋工人正在進行合龍施工（潘先陽攝）

大橋兩側(cè)采用不同施工工藝

設(shè)計方案確定后，便要選擇施工方案?？紤]到山區(qū)作業(yè)，運輸不便，彭運動和設(shè)計團隊心中的設(shè)計基本原則便是“化整為零，積零為整”。所謂“化整為零”，即由于臨時施工便道轉(zhuǎn)彎半徑有限，長車不能直接到達施工場地，為保證桿件順利供應(yīng)，在工廠進行桿件加工，將長桿件拆分裝上掛車，運至現(xiàn)場的鋼桁梁拼裝場。

“積零為整”本來就十分復(fù)雜。這還不夠，北盤江大橋兩側(cè)分別采用了不同的拼裝方法。貴州側(cè)17號標段由中交二航局負責(zé)施工，采用“多點頂推+橋面吊裝”工藝，云南側(cè)18號標段則采用“拖拉式+縱移懸拼”工藝。

類似的斜拉橋常規(guī)會使用邊跨落地支架的施工工法。但在北盤江大橋的邊跨，橋面距地面高度達到了100米，如果邊跨采用支架安裝，至少需要投入約1.5萬噸支架鋼材?，F(xiàn)有條件下，高支架就如同面條一般柔軟，施工成本巨大不說，支架施工安全風(fēng)險又將會大大提高?！皹蛄菏┕な鹿手?，絕大部分是支架安全事故。所以，我認為應(yīng)該放棄支架施工，選擇頂推工藝；將高空作業(yè)改為地面操作，這是頂推工藝首次用于山區(qū)鋼桁梁斜拉橋建設(shè)中?！迸磉\動說。

所謂頂推，指的是梁體在橋頭逐段澆筑或拼裝，用千斤頂前頂后推，通過水平千斤頂施力，將梁體向前方移出施工場地，并為后方梁體拼裝留出場地，重復(fù)“頂-推-降-縮”工序即可完成全部梁體施工。“頂推大大減少了土地的占用，保護了橋位周圍的環(huán)境，對山區(qū)大跨度橋梁施工而言，這應(yīng)該是未來的一個發(fā)展方向?！迸磉\動說。

邊跨鋼梁就位后，主跨采用360度全回轉(zhuǎn)橋面吊機分塊進行拼裝。頂推和分塊拼裝都是為了盡可能減少高空作業(yè)的重量和難度，甚至可以看作將高空作業(yè)轉(zhuǎn)化為地面作業(yè)，有效地降低了施工風(fēng)險。

不過，對面的18標段卻并未采用此種創(chuàng)新工藝，而是進行了另一種創(chuàng)新——縱移懸拼：施工中，鋼桁梁桿件在工廠預(yù)先加工試拼裝，到場后通過施工便道運至桿件存放場存放，拼裝時采用平板車轉(zhuǎn)運至梁段節(jié)段拼裝場，再通過龍門吊進行整節(jié)段組拼，最后進行縱移懸拼施工。同時，地面預(yù)先開始后續(xù)節(jié)段的整體組拼，保證地面隨時具備有組拼完全的待安裝節(jié)段。最終，節(jié)約了一個多月的工期。

大橋兩側(cè)的施工，都遇到許多難以預(yù)料的難題，彭運動總設(shè)計師和17標段總工王超、18標段總工周大慶面臨巨大的壓力。但在中國橋梁人面前，辦法總比困難多，隨著一道道難關(guān)被攻克，大橋施工一天天穩(wěn)步推進（其中的曲折故事恕不在此詳敘）。

2016年9月9日，大橋合龍前夜，許多大橋建設(shè)者都睡不著覺，幾位負主要責(zé)任的工程師更是幾乎一夜沒有合眼。畢竟，在對稱橋型的兩側(cè)使用不同工法施工，合龍會更加困難，好在由于前期的控制和監(jiān)測都嚴格按照標準執(zhí)行，合龍時的誤差總體處于可控范圍之內(nèi)。順利合龍之后，人們松了一口氣。

我們是不是“橋梁強國”？

20多年來，我國的橋梁建設(shè)取得了舉世矚目的進步，自主建設(shè)率幾乎達到百分百。我國的橋梁數(shù)量以每年5萬座的速度遞增，其中大跨度橋梁每年新增5至8座。

在北盤江大橋的采訪中，多位專家向記者表示，隨著中國橋梁人不斷刷新世界橋梁紀錄，就建橋水平來說，我國已處于世界領(lǐng)先的地位。不少企業(yè)已經(jīng)走出國門競爭國外項目，我國既是“橋梁大國”，也是“橋梁強國”。

不過，也有一些專家對此表達了謹慎的態(tài)度。國際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會副主席、同濟大學(xué)橋梁工程系主任葛耀君便是其中之一。日前，他表示，我國已是“橋梁大國”這點毋庸置疑，但在橋梁核心技術(shù)、國際影響力和領(lǐng)軍人物方面，我們和英、法、德等老牌橋梁強國仍有差距。

葛耀君對記者介紹：橋梁技術(shù)創(chuàng)新可以歸結(jié)為三大方法，即：發(fā)明新的技術(shù)、改進舊的技術(shù)、集成好的技術(shù)。法國有預(yù)應(yīng)力混凝土發(fā)明技術(shù)、英國有正交異性鋼箱梁改進技術(shù)、德國有斜拉橋集成技術(shù)。目前我們在改進技術(shù)和集成技術(shù)方面取得了一些成績，但在發(fā)明技術(shù)方面差距還不小，而發(fā)明技術(shù)才是技術(shù)創(chuàng)新的最高境界。

國際上，我國橋梁界的技術(shù)影響力究竟如何呢？葛耀君說，拿一篇論文在國際橋梁大會上讀一下這不叫影響力，國際影響力是指橋梁工程離不開我們，譬如，重要橋梁國際會議首先想到要邀請中國專家做大會特邀報告；或者，重要國際學(xué)術(shù)組織邀請中國專家擔(dān)任理事長或主席之職。同樣，在國際競標中，我們更多的是依靠造價、資金、工期上的優(yōu)勢獲勝，希望看到將來能夠在純技術(shù)層面下競爭而勝出，希望能夠采用我們中國標準來主導(dǎo)工程設(shè)計、施工、養(yǎng)護和管理。

在結(jié)束采訪時，葛耀君表示：“橋梁強國”必須有一系列自主知識產(chǎn)權(quán)支持。目前，拉、壓、彎三種基本受力方式都已利用完畢，橋型上的發(fā)明創(chuàng)新已經(jīng)很難，但在建設(shè)橋梁的技術(shù)上，包括設(shè)計、施工、養(yǎng)護、維修，都還有進步的空間。成就面前，我們絕不能夜郎自大，只有當全世界都在使用中國橋梁技術(shù)建橋，“橋梁強國”才是實至名歸。

（編輯 韋 瀟）