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天堑变通途


矮寨特大悬索桥是湖南省吉首至茶洞高速公路跨越矮寨德夯大峡谷的一座特大型桥梁,跨度达1176米,距谷底垂直高度达355米,在悬索桥梁中居世界第三、亚洲第一,而在横跨大峡谷的悬索钢桁桥梁中为世界之首。中外桥梁专家、学者对该桥的建设惊叹不已,认为它是世界桥梁建设史上的壮举。

2007年8月初,我前往吉茶高速公路矮寨特大悬索桥项目部任常务副经理。2009年3月又兼任总工程师。到2011年3月31日矮寨大桥通车,可以算是全程亲历和参与了矮寨特大悬索桥修建的全过程。

工地疑无路,先遣队来破题

最初提出建矮寨大桥时,提出了隧道方案、沿山坡展线方案、连续高墩螺旋展线方案甚至利用升降机垂直提升方案,但这些方案都被专家们一一否定,最后是湖南省交通厅大胆提出采用悬索桥型,此方案得到了与会专家们的一致赞同。因为在这绝壁之上修建一座跨径1000多米、桥高300多米的现代悬索桥,能使整个吉茶高速路线长度缩短12公里,设计速度可以从60公里/小时提升到80公里/小时,工程投资可以节约3亿元,同时每年还可以节约汽车运输成本1.5亿元、减少隧道管理养护成本5000万元。

矮寨特大悬索桥由湖南交通规划勘察设计院设计,我所在的湖南路桥集团公司负责施工。湖南路桥集团公司副总经理盛希兼矮寨特大悬索桥项目部经理,我任常务副经理,后兼总工程师。

2007年8月,我负责带领项目部的先遣队来到矮寨。特大型桥梁的施工是一项施工难度大、技术含量高,并具有很大风险性的工作,工地生活条件艰苦,日晒雨淋乃家常便饭。记得刚来不久,有同学打电话给我们项目部经理盛希问在哪里,他说在湘西。同学又问:“湘西什么地方?”他说:“矮寨。”同学再问:“矮寨在哪里?”他急了,说:“你别问那么多了,我说了你也搞不清楚,我这里就是离天近、离地远的地方。”

就是在这个离天近、离地远的矮寨,我们施工现场路不通、水不通、电不通,连块可以搭个工棚安营扎寨的平地都没有。这些困难被我们一一克服。路不通,我们就用炸药炸出一条路;没有水,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……

两个月后,等到大队伍开来时,我们已经将一切准备就绪。

10月24日,省委在长沙召开了矮寨特大悬索桥技术方案专家研讨会,并成立了由23位国内一流专家组成的专家组。时任湖南省委书记张春贤会见并宴请了专家组成员,时任省委常委、副省长徐宪平出席会议并为专家颁发聘书。这标志着矮寨特大悬索桥的建设正式启动。

遇世界难题,创世界第一

矮寨特大悬索桥修在悬崖,建在绝壁,由于地处特殊的地理地置,修建伊始,我们便与五大世界级难题狭路相逢:一是地形险要。桥面到峡谷底高差达355米,两岸索塔位置距悬崖边缘仅70~100米;二是地质复杂。桥位处存在岩堆、岩溶、裂隙和危岩体等不良地质现象;三是气象多变。峡谷多雾,瞬间最大风速极大,严重影响施工测量和主缆架设;四是吊装难。主缆及钢桁梁在距谷底355~400余米高空架设,单件吊装总量近2万吨;五是运输难。土建工程运输量大,仅钢材、水泥、砂石等材料与施工设备等运输总量就达40多万吨。

这些难题,给我们创造了一系列创新发明的机会。矮寨特大悬索桥的建设过程,就是一个“中国创造”的过程。项目实施中,实现了多个创新,如新结构、新工艺、新技术、新材料等,而其中最为典型的莫过于新工艺——轨索移梁法。整个建设项目中最难的是钢桁梁架设,在大江大河上建悬索桥,可以用船把桁梁运到桥面下方,垂直起吊完成桁梁架设。而矮寨特大悬索桥下面是300多米深的峡谷,施工只能化整为零地把钢桁梁拆分成杆件用汽车运输到工地,组拼成节段后,再想办法将两岸的钢桁梁水平运输到中间,最后进行垂直起吊。矮寨大桥钢桁梁总量达8342吨,最重的节段约200吨。怎样把上百吨一节的钢桁梁运输到指定位置?我与我的团队反复研究验证,提出“在悬索桥的主缆上面、吊杆的下端架设8根轨索,形成一个通道,把运梁的滑轮小车挂在上面,把梁的整体节段滑过去”。这项轨索移梁技术尚属世界首创,方案一提出就引起了很多争议,我组织召开了5次方案评审会。在前期方案论证的时候,尤其是模型试验成功之前,邀请了很多专家参加,前4次评审会上有很多专家反对。我带领项目团队,先后与西南交通大学、长沙理工大学联合进行模型试验,与柳州欧维姆公司合作设计和制造核心部件,与中铁山桥集团共同研究钢桁梁拼装方案等,为这项重大创新技术的诞生创造了一个良好的协作氛围。

在建设施工中,我作为项目常务副经理兼总工程师,要与各单位进行协作和沟通,从技术方案到生产安排,都必须综合协调各方关系,为参建单位创造现场工作条件。在矮寨特大悬索桥下方的峡谷里,有6段矮寨盘山公路,加上德夯公路,相当于有7条公路在桥面正下方运行。而我们大桥建设的材料用量大,仅重力锚浇筑就需混凝土7万余方;建设开挖方量大,仅吉首岸索塔基坑开挖量就达到了30余万方;主缆、索鞍、索夹、吊索、钢桁梁、钢纵梁及伸缩缝等所有钢构件加工精度要求高,均需专门的生产厂家制造;上部构造有近4万吨构件需架设到350多米的高空,技术要求均很高。特别是整个运梁架设体系,虽然每个支点是独立的,但整个轨索是通长的,1200米长的轨索,中间任何一根出了问题,都可能导致整个系统的崩溃。所以不论是安全系数,还是轨索的锚固,所有支点的受力情况,都要经过严谨的分析。但是,我们依靠管理,依靠科学,充分发挥主动性,克服了一个又一个困难,使整个建设项目进展顺利并实现了无安全事故“零死亡”。

2012年3月31日上午,湖南省吉首至茶洞高速公路暨矮寨特大悬索桥通车典礼在吉首矮寨举行。

矮寨特大悬索桥以其规模之宏伟,结构之新颖,造型之优美为人们所赞叹,它的建设吸引了世界的目光,中央电视台、新华社等都多次对其予以专题报道。整个吉茶高速因为这座桥,蓦然跻身于国内最知名的高速公路之列。矮寨特大悬索桥建设中创下了4个世界第一:一是主跨1176米,创跨峡谷悬索桥中世界第一;二是“轨索滑移法”——桥梁架设的“高速列车”世界首创;三是首次采用塔梁完全分离结构;四是首次采用岩锚吊索结构,并用碳纤维作为预应力筋材。

矮寨特大悬索桥修建过程中,省委省政府指示把矮寨特大悬索桥同时建设成一条生态文明景观大道,打造成今后湘西一个旅游新景观。于是,在大桥底部的两边,我们增设了两条旅游观光通道,两条观光通道各长1176米、宽1.8米,中间有5个横向连接通道。桥上行车、桥下走人,也可以说,这是矮寨特大悬索桥的第5个“世界第一”——世界上唯一一座双层结构的峡谷大桥。这一旅游项目总投资达20亿元,项目区覆盖整个德夯国家重点风景名胜区的108平方公里,主要对区内18个重要景点和苗寨进行整合开发。项目全部建成后,“百年路桥奇观,千年苗寨风情,万年峡谷风光”成为这个景区的经典特色,矮寨特大悬索桥成为旅游名胜,每到节假日都会有很多人来看桥。

矮寨特大悬索桥在2013年启动了“观光电梯工程”和“桥梁博物馆”,并入选网络“中国最值得看的20个景点”之一。是啊,蓝天白云下,1100多米长的橘红色钢桁梁如凌空而起的彩虹、飞越峡谷的长龙,令人心驰神迷,叹为观止;夜晚星空下,在1700多套投光灯、192套索缆灯辉映中,大桥流光溢彩,如梦如幻。矮寨特大悬索桥是科技创新与艰苦奋斗合力铸造的,已成为武陵山中一座地标式建筑,是湖南路桥人和湘西的骄傲。

(张念来,曾任吉茶高速公路矮寨特大悬索桥项目常务副经理兼总工程师,现任湖南路桥建设集团长江分公司副经理;王菊苹,湘西州委党史研究室副科长)

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