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矮寨大桥再获科技大奖 “中国的圆月亮”惊艳世界

2018-01-22 16:41:01 来源:红网 作者:李海波 姚跃初 编辑:曾映雪

横跨在德夯大峡谷之上的矮寨大桥,远观如群峰之间的一道飞虹,让天堑变为通途。

矮寨大桥创造四个世界第一,大桥技术世界瞩目,被习近平总书记赞誉为“中国的圆月亮”,被美国国家广播公司推荐为“十大非去不可的世界新地标”。

1月8日,矮寨大桥再获科技大奖,获评2017年度国家科学技术进步二等奖。图为矮寨大桥项目团队部分成员获奖合影。

  红网时刻新闻记者 李海波 通讯员 姚跃初 长沙报道

  横跨在德夯大峡谷之上的矮寨大桥,远观如群峰之间的一道飞虹,让天堑变为通途。

  这座集科技进步与工程美学于一身,融历史人文与自然景观为一体的桥梁,被习近平总书记赞誉为“中国的圆月亮”,被美国国家广播公司推荐为“十大非去不可的世界新地标”。

  近日,在2017年度国家科学技术奖励大会上,矮寨大桥再次被国务院“点名”,荣获国家嘉奖。

  依托矮寨大桥研发而成,由湖南交水建集团司属企业湖南路桥建设集团有限责任公司、湖南省交通规划勘察设计院有限公司,以及湖南省高速公路建设开发总公司、西南交通大学、湖南大学、长沙理工大学联合完成的《山区大跨度悬索桥设计与施工技术创新及应用》获国家科学技术进步二等奖。

  矮寨大桥为何频获科技大奖?这座大桥身上有什么样的科技力量?红网时刻新闻记者带你一同走近。

  攻坚克难 挑战桥梁建设世界难题

  矮寨特大悬索桥位于湖南省湘西州吉首市矮寨镇境内,是长沙至重庆通道湖南段吉(首)茶(峒)高速公路中的重点工程。大桥横跨德夯大峡谷,主跨长达1176米,距谷底垂直高度达355米,在横跨大峡谷的钢桁梁悬索桥中,为世界之首。

  因其独特性和美观性,矮寨大桥成为湖南乃至中国的一张“靓丽名片”。然而,这座惊艳世界的桥梁背后,却充满艰辛。

  翻开《湖南省志·交通志》,可以看到这样的描述:“湘西地区,武陵山脉与雪峰山脉呈弧形复背状绵亘于境,千山万壑,群峰壁立,险峻崎岖,羊肠土路,绕溪越岭,时上时下,回绝人寰,登涉艰难……” 足见湘西地形地质条件之复杂。

  追溯湘西交通历史,则有这样的记载:1936年9月,湘西第一条公路——湘川公路建成通车,为修筑这段仅6公里的公路,当年2000多位民工栉风沐雨整整奋战了7个月,260多人长眠于此。

  地形地质条件复杂、施工难度极大,是建成矮寨大桥需要面对的客观现实。

  2004年,由省交水建集团总经理胡建华领衔的设计团队来到这里开启了项目攻坚。

  “由于湘西矮寨地处云贵高原山脉断层处,山高坡陡,地势陡峭。矮寨大桥需要跨越1000多米的德夯大峡谷,桥面距离峡谷底部高度达355米。再加上运输条件极为不便,峡谷风场复杂、浓雾、雷暴天气频繁等,从一开始我们就碰到了这些世界级难题。”矮寨大桥设计团队的主设计人员之一,湖南省交通规划勘察设计院总工程师刘榕说。

  为确保工程的安全、环保、和谐,在设计之初,整个设计团队在跨峡谷地段周边几公里的范围选了7个桥位、8个线位,最后通过充分比选及对熔岩发育、溶洞等复杂地质情况的考虑,才最终确定了这套工程与自然和谐相融的方案。

  “项目刚开工时,是我们最艰难的时候,便道都没有修好,水、电及基本通讯设施都没有,连块安营扎寨的平地都找不到。”回忆起当初的情景,矮寨大桥项目部经理盛希仍记忆犹新。

  但就是在这样恶劣的环境下,他们化腐朽为神奇:没有路,他们就用炸药炸出路;没有水,项目部一班人就用麻绳将人和水管吊到半山腰,打孔、引水;没地方安营扎寨,就住在山下的矮寨镇,每天步行一个多小时上山施工,晚上再摸黑回营……

  “狭路相逢勇者胜”。面对种种困难,交水建团队选择的是迎难而上,用勇气与匠心创造挑战极限的惊世之作。

  科技创新 建设世界上第一座塔梁分离式悬索桥

  “一件好的作品不应该只是有漂亮的外表、惊奇的结构,更应该有的是与自然的有机融合,要科学环保、经济和谐,同时更要引领这个行业。”这是胡建华一直强调的建设理念,这种理念清晰地体现在了矮寨大桥上。

  既要修桥又不想破坏自然风光,怎么办?

  为解决这一难题,交水建团队突破传统的塔和梁相连的建设理念,创新性地将加劲梁与索塔分离。“通过塔梁分离式结构的应用,最大限度地减少了对山体的开挖,减少山体开挖量达67万立方米,即相当于一个足球场堆积一百米的土量。这有效降低了两岸路线高度,大幅度降低了跨两岸山谷的桥梁规模,不仅节省了投资,也保护了当地的生态环境,做到了结构与环境的和谐统一。”刘榕告诉记者。

  不光是首创塔梁分离式悬索桥新结构,他们还不断创新主梁架设技术,在矮寨大桥施工首次应用“轨索滑移法”。即利用悬索桥自身的永久结构主缆和吊索作为承重及传力构件,在吊索下端安装水平钢丝绳作为运梁车走行轨道(称为轨索),轨索、主缆与吊索组成空间索网体系,梁段通过运梁小车悬挂于轨索,以坐高空缆车的方式沿轨索从两岸运至安装位置,再起吊就位,完成梁段安装,直至全桥贯通。

  采用轨索滑移法,矮寨大桥全桥69个节段、总长1000.5米加劲梁架设任务,原本需要13个多月的工期,仅2.5个月就完成了,创造直接经济效益1.2475亿元。轨索滑移法的架设工艺,颠覆传统,解决了大跨径悬索桥加劲梁架设的难题,为同类型桥梁提供了一种安全、经济、高效的施工方法,成为悬索桥施工的“第4种方法”,被交通运输部原总工凤懋润评价为改革开放三十年来中国桥梁技术领域具有“中国首创”意义的两大原始创新性成果之一。

  此外,交水建团队还研发了高空悬索吊挂式风环境现场观测系统、碳纤维材料岩锚体系。通过一系列新结构、新工艺、新技术的应用,最终将这座集科技进步与工程美学于一身,融历史人文与自然景观为一体的桥梁,呈现在世人面前。

  世界瞩目 大桥技术被赞“中国的圆月亮”

  2012年3月31日,历经8年的设计和施工,在20多位桥梁设计师、50多位施工技术人员和几百名一线施工人员的共同努力下,湘西矮寨特大悬索桥正式建成通车,并创造出4项世界第一。

  大桥的技术成就备受瞩目。

  2013年11月3日,习近平总书记在考察矮寨大桥时盛赞,“这就是中国人自己的圆月亮!”

  湖南省人民政府将矮寨大桥作为“湖南八大世界之最”在中博会展示,成为湖南新的时代名片。

  国内众多院士、专家高度肯定矮寨大桥在科技创新方面取得的突出成就,被称足以成为桥梁设计史上的里程碑,能“入选任何一本桥梁设计教科书。”

  CCTV、BBC、美联社等国内外多家主流媒体争相报道,被美国国家广播公司NBC推荐为“十大非去不可的世界新地标”。

  这一研究成果成功应用于虎跳峡金沙江大桥等工程,有力推动了桥梁科技进步,对于攻克山区大跨度桥梁建设难题,保障山区公路建设,服务“一带一路”国家战略意义重大。

  目前,交水建团队又在积极探索超高性能混泥土新材料等在桥梁建设中的应用。“超高性能混凝土能大大减少车轮对钢板的作用力,抗压强度是传统桥梁的20倍。按严格设计标准施工,有效解决了传统钢桥面板疲劳开裂风险、钢桥面沥青铺装易损的难题。我们想把这种结构推广到桥的主体结构上去。”刘榕说。

  目前,已建成的株洲凤溪大桥以及1月底即将建成通车的杭瑞高速洞庭湖大桥均已应用了这种新结构。

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