一横一竖,靠的是科技
贵州地处云贵高原,山脉众多、地表崎岖,人们只有逢山开路、遇水架桥。这里已建和在建桥梁超过3.2万座,包揽前三名在内的世界高桥前100名近半数席位。
<p style="text-indent: 2em;">我叫花江峡谷大桥,坐落在被称为“地球裂缝”的花江大峡谷之上。</p> <p style="text-indent: 2em;">我出生在一个造桥实力强劲、家世显赫的“宗门”——贵州,也只有贵州,才能建设世界最高的桥。</p> <p style="text-indent: 2em;">贵州地处云贵高原,山脉众多、地表崎岖,人们只有逢山开路、遇水架桥。这里已建和在建桥梁超过3.2万座,包揽前三名在内的世界高桥前100名近半数席位。</p> <p style="text-indent: 2em;">2017年,位于北盘江的杭瑞高速北盘江大桥建成通车,以565米高度,问鼎世界第一高桥。</p> <p style="text-indent: 2em;">这一纪录仅保持了8年。打破世界纪录的,还是贵州桥。</p> <p style="text-indent: 2em;">2025年9月28日,同样在北盘江上,我凭借桥面距峡谷水面625米的高度,刷新世界第一高桥纪录;全长2890米,主桥跨径1420米,实现“世界山区峡谷第一跨”。</p> <p style="text-indent: 2em;">一横一竖,皆是硬核科技。桥梁工程师们一路殚精竭虑,用多项全球首创的技术和工艺,让我成功飞越花江大峡谷。</p> <p style="text-indent: 2em;">你是否想了解这背后的奥秘?我的身上,藏着许多精心设计的秘密,接下来为你一一道来。</p> <p style="text-indent: 2em;">我的手臂是主缆,提得起8座埃菲尔铁塔</p> <p style="text-indent: 2em;">主缆,是一座悬索桥最核心的受力构件。两根主缆,就像两只手臂,紧紧拉起桥面,是悬索桥的生命线。</p> <p style="text-indent: 2em;">全球范围内,跨度超过400米的悬索桥超百座。我之所以能成为“世界山区峡谷第一跨”,主要是因为手臂够有力、超强大。</p> <p style="text-indent: 2em;">“你的手臂能使出多大力气?”我的回答是——提得起8座埃菲尔铁塔。</p> <p style="text-indent: 2em;">从建桥之初,设计团队便开始为我的手臂操心。想在花江大峡谷上方建设特大跨径桥梁,需充分考虑气候变化、风力,对大桥受力和寿命等方面的显著影响。</p> <p style="text-indent: 2em;">以风为例,峡谷的风陡然增大,形成的巨大推力最终传递给主缆。主缆承受的拉力会瞬间增加,若不是特别结实,便会面临主缆断裂、大桥垮塌的危险。</p> <p style="text-indent: 2em;">一般情况下,悬索桥的主缆钢丝抗拉强度都是1860兆帕(MPa)。离我不远的安顺坝陵河大桥,用的便是这一强度。</p> <p style="text-indent: 2em;">但是,1860兆帕(MPa)的钢丝,无法应对花江大峡谷14级的极强风力。2023年3月至10月,历时7个月的技术攻关,经多方创新研发,我的主缆钢丝抗拉强度提升至1960兆帕(MPa)及以上,而且钢丝直径仅5.7毫米,直径比最初设计的1860兆帕(MPa)还少了1毫米。</p> <p style="text-indent: 2em;">91根钢丝组成1根索股,217根索股组成1根主缆。整座大桥2根主缆共由39494根钢丝组成,长度可围绕地球赤道转两圈半。</p> <p style="text-indent: 2em;">每根主缆承载能力可达4万吨,两根主缆便可承载8万吨。1座埃菲尔铁塔重达1万吨,因此我的两个手臂完全可以提起8座埃菲尔铁塔。</p> <p style="text-indent: 2em;">当然,手臂不光力气大,还布满灵敏的“神经网线”——智慧索股,这是植入大桥主缆索股的一种光栅光纤传感装置。主缆上一共有3条智慧索股,右幅主缆设置2条,左幅主缆设置1条。</p> <p style="text-indent: 2em;">深中通道伶仃洋大桥也有智慧索股,但只能测主缆内部的温度、湿度。在此基础上,我应用了世界首创的超长应变智慧索,可测主缆内部的应力应变。</p> <p style="text-indent: 2em;">如何操作?大桥外部一旦受到任何影响,主缆内部光纤便会像弹簧一样发生形态变化。这时,智慧索股便像神经网线一样,迅速搜集主缆内部数据,并传递到“大脑”分析、反馈,管理人员可在后台直观看到主缆内部的健康情况。</p> <p style="text-indent: 2em;">主缆的抗腐蚀和防火能力也是顶呱呱。钢丝采用锌铝镁合金镀层,本身就有极强的防腐能力。主缆外缠绕三层不同的防火材料,可实现在1100摄氏度的火场持续燃烧106分钟。</p> <p style="text-indent: 2em;">经工程师们估算,若大桥上发生火灾,消防队员从安顺关岭自治县或黔西南贞丰县赶到现场,不会超过30分钟。</p> <p style="text-indent: 2em;">我和工程师们的共同目标是:100年不锈不坏。</p> <p style="text-indent: 2em;">我的肩膀是索鞍,是世界首创的锻焊式索鞍</p> <p style="text-indent: 2em;">我的两个主缆,重达1.8万吨。若直接压在主塔上,强大作用力不仅会破坏主塔,也会使主缆被主塔尖锐边缘磨损,造成巨大安全隐患。</p> <p style="text-indent: 2em;">这种情况下,主索鞍尤为关键。主索鞍是安装于主塔柱顶部的一个装置。它像肩膀一样,稳稳接住主缆后,让它平滑转弯,把巨大的重量均匀地传递给主塔。</p> <p style="text-indent: 2em;">值得骄傲的是,我拥有世界首创的锻焊式索鞍,长约19米、宽约3.8米、高约3.2米。</p> <p style="text-indent: 2em;">这一制造工艺诞生的背后,是对贵州桥梁工程师们的严峻考验。</p> <p style="text-indent: 2em;">传统的索鞍制造技术为铸造式、铸焊式,生产的索鞍内部容易产生气泡、裂纹,且重量太重,不利于山区运输、吊装。锻焊式,更适合超大跨度的超级工程。</p> <p style="text-indent: 2em;">2023年初,在贵州省交通运输厅组织下,《悬索桥锻焊式索鞍创新技术研究》正式开题。在多方科研人员的共同努力下,取得悬索桥锻焊式生产和施工的成套科研成果。</p> <p style="text-indent: 2em;">索鞍材料经反复锻打,主索鞍、散索鞍重量比铸焊式索鞍分别降低26%、31%,整体强度却提高44%,可适应更大跨度、更大载荷、更强承载能力。</p> <p style="text-indent: 2em;">2024年3月23日,索鞍开始全面起吊施工。为保证锻件产品质量、减轻吊装运输重量,鞍体被分成三块,吊至塔顶后拼接。</p> <p style="text-indent: 2em;">目前,整座大桥拥有4个主索鞍、4个散索鞍。位于主塔顶端的主索鞍,安上了翠青色的鞍罩,并将在罩中安装除湿系统,保证鞍室内湿度低于50%,有效地延长主缆和索鞍的寿命。</p> <p style="text-indent: 2em;">我的眼睛是北斗,定位安装2.1万吨的钢桁梁</p> <p style="text-indent: 2em;">想要“横竖”都拿第一,本就绝非易事。而要在“地球裂缝”之上实现,难度更是超乎想象。</p> <p style="text-indent: 2em;">一山有四季,十里不同天,说的便是花江大峡谷。由于存在1850米主峰到370米河谷的地势落差,峡谷白天和晚上温度差异极大。</p> <p style="text-indent: 2em;">对人而言,天凉加衣、天热减衣,十分简单。主缆架设,却无法如此灵活。由于钢材会热胀冷缩,工程师们只好白天架设主缆,晚上待钢材恢复正常后调整位置。</p> <p style="text-indent: 2em;">对一般的大桥而言,传统的主缆施工方法是人工观察、辅以仪器检测。然而,夜间光线不充足、山间易产生大雾、大风等影响,均会影响主缆架设精度。</p> <p style="text-indent: 2em;">2022年6月,多家科研院所及单位工程科研人员开展了《悬索桥主缆智能化安全架设关键技术》的课题研究。</p> <p style="text-indent: 2em;">通过一年半的不断攻关,我有了一双慧眼——北斗。</p> <p style="text-indent: 2em;">通过在主缆上安装北斗定位终端,实现对主缆三维坐标的实时动态监测。随后,智能软件控制系统会通过内置算法,计算出主缆的空间位置及变化,实时调整主缆,稳、准、快完成主缆施工。</p> <p style="text-indent: 2em;">这双眼睛用处还很多。</p> <p style="text-indent: 2em;">钢桁梁作为大桥的“骨骼”,吊装位置和姿态十分关键。由于地形复杂、跨径大、重量重,吊装施工难度极大。结合北斗定位技术,建设团队创新研发出第四代智能缆索吊装系统。</p> <p style="text-indent: 2em;">新系统比前三代复杂,由一键吊装系统、本地集中控制系统、北斗定位系统等10个系统融合集成,并安装30余套高清摄像头及各类传感器。操作更简单,整个钢桁梁吊装过程中,通过北斗定位,跑车、吊具等位置将实时反馈到一键吊装系统等,轻松实现起重、牵引、自动调节位移。</p> <p style="text-indent: 2em;">仅2个月时间,总重约2.1万吨的钢桁梁便安装完成,创造了新的贵州建桥速度。</p> <p style="text-indent: 2em;">9月28日,花江峡谷大桥正式通车。世界桥梁史的纪录,再一次由贵州定义;人类基建想象力和创造力的边界,再一次被拓展。</p>