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《经济半小时》 20161029 云上的大桥

来源:央视网2016年10月29日 22:50

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央视财经(《经济半小时》)厉害了,我的中国制造!外媒争相报道,这座山区桥梁又拿下世界第一!2016年9月10日,跨越云贵两省的北盘江大桥成功合龙!它的贯通,被英国《每日邮报》、《日本电视新闻》、《美国华盛顿邮报》争相报道。这条山区桥梁为何迎来如此多的关注?

厉害了我的中国制造!悬崖峭壁之上,竟能架一座大桥!

乌蒙山,坐落在中国西南部云贵高原,是著名的喀斯特地貌发育带,沟壑险峻,溶洞丛生。北盘江大峡谷就位于山脉之中,一汪江水把滇黔两地隔绝开来。千百年来,贵州都格镇和云南普立乡隔江而望,两岸居民如果要互通往来,要翻越3座山头,走40公里山路,才能到达对岸。

贵州省六盘水市水城县都格镇龙井村村民马选军一家老小是都格镇为数不多的,还生活在这个常年不通车的闭塞山村的居民。从村子出发去对面山头的集市要走3小时山路。由于无法忍受交通的不便,村里很多人家都陆续搬走了。不过,2012年,马选军门前的两座山头上发生了一件大事,这给了一家老小新的希望。

原来,2012年起,马选军门前这两座被深山峡谷隔开的山头上,横空架起了一座红色的大桥。这一抹亮色跨越云贵两省,为两岸曾经封闭的的生活带来了走出大山的希望。

马选军兴奋地向我们展示大桥从诞生到2016年9月10日合龙那天他拍的照片。当桥下的村民为家门口工程惊叹时,他们不会想到,这座桥也吸引了来自世界的目光。

英国《每日邮报》的新闻标题是:你敢开车挑战这高度吗?《日本电视新闻》则报道:中国建成200层楼高的大桥。《美国华盛顿邮报》表示,这座“破记录的中国桥梁”令人叹为观止。一座山区桥梁的合龙为什么会吸引如此多的关注?

原来,北盘江大桥是现今世界上最高的大桥。从桥面到河谷,垂直距离565米。这个高度,比国外最高桥梁巴布亚新几内亚海吉焦峡谷大桥高出近100米,而海吉焦峡谷大桥只是一座运输石油的管道桥,北盘江大桥可是货真价实的高速公路上的现代化大桥,桥面有载货大卡车不停往复,索塔位于悬崖峭壁之上,建设的技术难度可想而知。

云贵两地的高山峻岭通过北盘江大桥连接在了一起。

中交公路规划设计院有限公司北盘江大桥总设计师 彭运动:看一个断层,或者看一个裂隙,我们要沿着它走,看它到底是往哪个方向走,怎么发育,包括岩层走向,那都是靠人跑出来的。

彭运动,中交公路规划设计院有限公司北盘江大桥总设计师,北盘江大桥设计带头人。脚下这条崎岖的山路,他走过不下上百次。最初接到北盘江大桥设计任务时,他和他的团队曾耗时一年,对沿江10公里的山体地貌进行了细致的考察。

作为桥梁设计师,彭运动2003年开始参与贵州的桥梁项目,13年里,他走遍了贵州的崇山峻岭,见识过各式地貌,为贵州设计过4座大桥。可北盘江两岸地质条件的恶劣,还是让他印象深刻。这里石灰岩密布,山体硬度极差,在地上打钻,总能一个不留神就打进巨大的溶洞里,有的溶洞有将近100多米。

一个个溶洞就像一颗颗地雷,桥梁的选址困难重重。为躲避遍布山体的溶洞和裂隙,设计人员只得不断将桥的位置往高处移,最终将桥面定在565米这个令人眼晕的高度。就在彭运动翻山越岭忙着为北盘江大桥选址时,贵州省内另一项重大高山桥梁工程——坝陵河大桥的建设圆满收官。

作为国内第一座主跨超过1000米的大跨径钢桁梁悬索桥,坝陵河大桥为贵州的交通系统带来了无数荣誉。很多人也理所当然地认为,既然北盘江大桥也建在高山峡谷,直接复制坝陵河大桥,会是最稳妥和安全的方案。

在桥梁设计师的语境里,徒步考察叫“地调”。随着“地调”的深入,彭运动对于照搬坝陵河大桥的可行性越来越怀疑。虽说都是在深山,但北盘江两岸岩质松散程度更严重,这对于架设悬索桥,是致命的不足。

在悬索桥中,有一个核心部件:锚碇。主缆索的拉力通过锚碇传入地基,这个灵魂部件相当于整座大桥稳固的基石。作为一座大跨径钢桁梁悬索桥,坝陵河大桥的两侧锚碇是超大型的混凝土锚:混凝土浇筑方量达8万多方。

如果把北盘江大桥建成一座悬索桥,两岸也要搭起数万方混凝土锚碇,这样的重压对坡岸稳定有着极高的要求。硬要做悬索桥,不是不可能,但为了安装巨型锚碇,就得开挖山体,填充溶洞,会极大地破坏山体环境和坡岸稳定,施工成本也会多出近一亿元。

超乎想象!施工队的头号难题:千万吨钢筋水泥如何运进大山?

馒头,是这里的施工人员三年以来吃的最多的东西。不是因为他们爱吃馒头,是因为馒头顶饱还容易运输。施工人员告诉我,他们刚进场的时候,方圆30里地,全是陡峭的山路,物资要运进来十分困难,就连基本生活用水都要靠卡车拉,一车运费高达500块钱。在这样恶劣的运输条件下,成千上万吨的钢筋水泥,要怎样运进大山,成了施工队面对的头号难题。

在桥面下的钢桁梁上行走,央视财经记者并没有看到尺寸特别大的钢构件,却看到了许许多多密集的螺栓。

27米,对于斜拉桥来说是一个再正常不过的杆件长度。可对于盘山路来说,却是个不可能完成的运输任务。

北盘江大桥的高度催生出了一套“化整为零”的创新思路,建设者将钢桁梁的长度一分为二,用17米的六轴大卡车从河北山海关桥梁厂一路运到贵州六盘水都格镇,再改用12米的小卡车爬过重重弯道,抵达山顶,最后用60万套螺栓将零碎的杆件重新拼接。不过,即使是这样,在从都格镇到山顶的“最后8公里”的艰难程度也超乎常人想象。

面对非常环境就要准备应对非常困难。当物资顺利运了进来,进入施工阶段时,问题又来了。因特殊地形所限,这座斜拉桥的边中跨比例无法实现完美的0.5:1,传统的施工工艺面对北盘江大桥现场极端环境,毫无用武之地。

根据北盘江大桥的设计方案,一侧边跨的长度只有256米,而中跨是720米。在通常的斜拉桥施工过程中,会采用一种类似于搭积木的方式,以索塔为中心,左右对称地拼装节段。也就是说,向边跨拼一块,相应地就要在中跨拼上同样长度的一块,然后用斜拉索拉起,两边保持平衡,这就是斜拉桥平衡施工法。但在边跨长度不足中跨1/2的情况下,技术人员只能大胆改进工艺。

 

于是,北盘江大桥有了辅助墩的设计,并首次在斜拉桥上采用了边跨顶推工艺。施工人员摒弃了传统的平衡施工法,大胆创新,以岸、桥墩为支点,从岸上一点点将拼装好的边跨水平推出,最终架上索塔。

不过,在这样的施工过程中,高度又一次成了绕不开的难题。在边跨的位置,桥面依然离地有近百米的高度,其中贵州岸的一根辅助墩就有84米高。这样一条细长的桥墩,要起支撑作用,同时承受钢桁梁水平移动产生的巨大摩擦力,风险极大。

中交二航局毕都北盘江大桥项目总工 王超:它(桥墩)是可以抵抗150吨的墩径水平力,但是我们这个钢桁梁,整个顶推重量的话有7000吨,然后我们担心在顶推的时候,这个顶推力会超过150吨。

巨大的水平力的话,会导致我们这个墩身不稳,有可能会使这个,根部的混凝土开裂。

北盘江大桥以跨中为界,分为贵州岸的17标和云南岸的18标。17标属中交第二航务工程局承建,这是一支有着丰富桥梁建设经验的队伍。王超的团队大胆将这台笨重的顶推设备进行了改造。

龟兔赛跑的悲壮!拆迁款拖延团队落后9个月工期,这样顺利完成!

从前期设计、物资运输到边跨的施工,北盘江大桥建设者迎接了一个又一个巨大的考验。不过,这都还不是这座桥梁最令人揪心的难题。

周大庆,北盘江大桥云南岸18标的项目负责人,曾经是北盘江大桥工地上最焦虑的人。北盘江大桥是云贵两省共建项目,两段标的施工分别给了中交航二局和周大庆所属的贵州公路集团。两家公司同场竞技,可项目伊始,周大庆这头在起跑线上就落后了。

拆迁款的拖延,让周大庆团队足足落后了9个月的工期。这偏偏又是贵州公路集团第一次承建特大型钢结构桥梁,对面的中交二航局是业界翘楚,在施工经验上原本已经差了一大截。周大庆说,自己甚至体会到了龟兔赛跑的悲壮。

这时候,还有一个人和周大庆一样对工期心急如焚,他就是北盘江大桥的业主方——贵州高速集团的周平。北盘江大桥是杭瑞高速毕节至都格段的最后一个路段,周平接到的任务是在2016年底,大桥必须建好通车。

贵州高速集团杭瑞高速毕都项目办主任?周平:我们贵州省交通运输厅,对我们贵州高速集团也有考核,2016年年底不能实现通车的话,我们还要被问责,严重一点甚至就是免职。

周大庆的团队开始思考,怎么才能把工期追回来。唯一有机会突破的就是改造桥梁主跨的拼装工艺。根据审批通过的设计文件,北盘江大桥成熟的施工工法,是要架设桥面吊机,一片片将钢构件在空中拼接起来。

虽然在空中作业耗时更长,但由于单个零件的自重小,施工风险也随之下降。不过,桥面吊机一般用于大型桥梁建设,第一次涉足这个领域的贵州公路集团并没有自有设备,如果新买一台,要花掉1000万元。并且,用同样的工法施工,不会有任何机会赶上进度。

推翻了重来。周大庆提交了一份技术革新方案,这套名为纵移悬拼的工法,实际上是将一些常规设备组拼成为一个简易式整体吊装机,将长12米、重160吨的钢桁梁节段在地面整体拼装完成之后,通过吊机进行整体吊装。由于减少了空中作业时间,一个节段相比传统工法能节约1~2天时间。

但是,这是个只经过纸上论证的方案。组拼出来的设备安全性全然无从考证,因为这意味着,在离地200米的高空,吊着重达160吨的钢构件,经受不规则峡谷风的吹打,还要将直径只有27毫米的螺栓一个个精准对接。

每个螺栓的误差在0.5毫米内,也就是在两个160吨重的钢桁梁空中对接时,上下左右不可以有超过5毫米的误差。这简直是天方夜谭。果然,方案一提交,各方反对意见排山倒海般涌了过来。

经过十几次讨论,专家最担心的问题落在两个点:一是高空作业中如何规避不规则峡谷风带来的安全风险;二是被吊起的节段是否会因重量过大引发桥梁变形,无法实现跨中顺利合龙。针对专家们提出的疑问,周大庆让团队总工程师廖万辉写了多份报告。

廖万辉还专门做了计算机模拟,分析吊起160吨重物后,钢桁梁受力变形的情况。

根据纵移系统的安全值,3%以内的下坡都在安全范围内,重物不会顺坡滑落,或从200米高空坠下,带来人员伤亡、扯裂桥体等可怕的后果。就这样,纵移悬拼方案最终顺利通关。

这个地方曾经有着北盘江大桥建设过程中最重要的一个工位。这个工位上的操作员叫唐虎。在18标的工地上,把一个个节段整体拼装的施工难度非常大,为了看清每一个细节,老唐把自己的操作台搭建在距离河谷565米高的吊车上,靠稳定的双手,千百次地从高处往下进行刺绣般的操作,终于完成了这个令人惊叹的28节节段的拼装工作。

究竟是多么重要的工序,竟然让操作人员抱着生死的觉悟工作?原来,这整套控制台要负责钢桁梁的起吊和拼接。唐虎作为控制台操作员,他的这双手在施工中,就是纵移悬拼的灵魂。至今他还记得在吊装实验阶段发生的一次意外。

当时,吊机已经离地4米高,突然传来了咚的一声响。许多施工人员乱了阵脚,有怕重物砸下来向上跑的,也有怕钢桁梁折断拼命往下奔的。

当时唐虎保持了最大的镇定,坚持在控制台上操作,顺利把重物平稳落回地面。事后发现,是一个细小的焊缝开裂,发出的响声,并不是致命的大事故。但这给唐虎留下了挥之不去的阴影,并暗下决心,一定要守住最后一道安全岗。

由于设备的局限,屏幕上只能显示厘米级范围内的位置,精确到毫米级的时候,除了听前方指挥人员给一个大致的移动方向,剩下的全凭技术。要将160吨重物在高空中精准拼接,误差控制在5毫米内,靠的是唐虎的判断和反应速度。为了能够准确将自己的反应时间控制在半秒之内,唐虎做过不下一万次空载练习。

2016年9月10日,北盘江大桥顺利合龙。18标不单顺利赶上了工期,原创的纵移悬拼工法也获得认可,拿到了11项专利。周大庆心中悬着的石头终于落地了。

和周大庆同样开心的,还有像马选军这样的村民。马选军期待,不久之后大桥通车,能带来更多游客,他要把农家乐的生意做起来。

距离大桥合龙已经过去了一个月,廖万辉和唐虎依然在工地上守着最后一班岗。唐科说,他加入路桥建设的队伍已有23年,基本每年春节回一次家。

廖万辉的女儿今年两岁,正是最可爱的时候。这顿饭后,廖万辉一个人,拿着手机里女儿的照片,看了很久很久…

在北京,彭运动的团队已正式更名为中交公路规划设计有限公司国际二部。彭运动说,现在国内的项目他几乎没机会做了。中交集团在南北极以外的各大洲都有了业务。等待他的是更多跨越国界的桥梁设计。

半小时观察:距离茅以升主导建造的中国第一座现代化大桥已经过去了70多年的岁月。如今,中国的筑桥人带着自己的技术走向世界。或许在不久的将来,在地球各个角落,都能看到打上中国烙印的桥梁。z


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来源:央视网

更新时间:2016年10月29日 22:50

视频简介:本期节目主要内容: 2016年9月10日,北盘江大桥顺利实现合龙,成为目前世界第一高桥。北盘江大桥的成功合龙,标志着以我国东部城市杭州为起点,贯穿浙江、安徽、江西、湖北、湖南、贵州至云南瑞丽口岸等7省3404公里的杭瑞高速公路打通“最后一公里”。北盘江大桥承载着两岸村民对大山外面生活的期待,也承载着设计者和建设者的智慧和勇气。(《经济半小时》 20161029 云上的大桥)