问题——深峡谷大跨拱桥施工“难三处” 在中西部山区交通建设提速背景下,跨越深沟峡谷、河谷切割带的桥梁工程数量增多。以纳赫高速闵家沟特大桥为代表的深峡谷大跨度悬浇拱桥,往往面临作业面狭窄、坡体陡峭、运输组织困难、临时结构风险高等约束。尤其在“V”型峡谷地形中,传统堆载预压需要大量材料周转,不仅占用场地、增加运输成本,还可能带来边坡扰动与安全隐患;扣锚索张拉若控制精度不足,则易引发索力偏差积累,影响拱圈线形与合龙质量,进而放大施工风险与后期运营隐患。 原因——传统方法受地形与精度双重掣肘 业内常用的预压与张拉控制手段,更多建立在较为开阔的施工条件与可控的临时结构布置基础上。深峡谷工程中,施工通道与堆载空间受限,材料进出与吊装组织复杂,导致预压“做不到、做不精、做不快”。同时,大跨悬浇拱桥受温度、风荷载、结构几何误差与施工工序耦合影响显著,索力控制需要更高一致性与同步性;若仍以人工经验与分散测控为主,误差难以及时闭环校正,容易造成施工过程波动加剧。由此,地形条件与精细化控制能力不足,成为制约深峡谷大跨拱桥安全、效率与质量的关键因素。 影响——从“能建”到“建好”,倒逼技术体系升级 山区桥梁作为路网“关键节点”,对打通区域交通瓶颈、改善群众出行条件、促进资源要素流动具有基础性作用。但若施工控制能力不足,将直接带来工期拉长、成本上升与安全风险增大等问题,影响工程综合效益。更重要的是,复杂地形桥梁建设往往处于生态敏感区或地质条件多变区,对施工扰动、临时设施占地和材料运输频次提出更高要求。上述现实需求推动企业由单点工艺改良转向体系化技术集成,通过更少的临时投入、更高的过程可控性,实现安全与质量的同步提升。 对策——四项集成创新实现全过程闭环控制 针对闵家沟特大桥净跨210米、峡谷坡度陡峭、作业面受限等特点,项目团队以“预压—支撑—扣塔—张拉控制”全链条为对象,形成系统解决方案,推动施工控制从经验型向精细化、数字化转变。 一是以岩锚钢绞线反拉方式替代传统堆载预压,实现0号节段预压新路径。该方法通过“反压构造、岩锚体系、钢绞线、千斤顶”组合进行分级加载,模拟施工荷载并获取关键变形参数,减少预压材料运输与堆载占地需求,有效化解峡谷狭场地条件下预压难组织、风险高的突出矛盾。 二是创新挂篮预压思路,通过反压支撑与锚固体系降低施工干扰。通过将反压支撑架、锚固体系与前段堆载相结合,并合理利用既有结构条件,提升挂篮预压的安全性与效率,减少对主体结构的潜在扰动,增强施工过程的可控性与稳定性。 三是优化临时结构体系,研发双排三柱式格构扣塔,提高安全经济性。采用空心钢管扣塔并配置平衡索、加强局部连接,在保障受力安全的前提下,减少临时结构用钢量,兼顾施工安全、材料节约与现场安装效率,体现“安全可控与资源节约并重”的组织理念。 四是建立同步液压控制系统,提升扣锚索张拉精度与一致性。通过远程控制与传感监测,将千斤顶伸长值与压力等数据实时采集,形成施工过程的动态校核机制,实现索力误差控制优于行业常用标准。大量张拉作业的稳定实施,为拱圈合龙精度提供了可靠支撑,体现出从“结果验收”向“过程控制”的转变。 据介绍,该技术已形成多项知识产权与工法成果,并通过科技成果鉴定达到国际先进水平。其核心价值在于将极端地形条件下难以组织的预压作业转化为可实施、可量化、可复制的工序体系,同时通过同步张拉与数据化监测降低索力偏差累积风险,提升大跨悬浇拱桥的施工质量稳定性。 前景——面向山区路网建设的可推广技术范式 随着西部地区综合立体交通网络加快完善,深峡谷、大落差、生态敏感区的桥梁工程将持续增多。该技术针对“V”型峡谷、狭窄作业面等典型工况形成成套方法,有望在公路与铁路等领域拓展应用:一上,可减少堆载材料运输与现场占地,降低施工扰动;另一方面,通过同步张拉与精细化预压,实现关键工序质量可追溯、风险可预警,为大型桥梁工程安全管理与质量管理提供技术支撑。入选企业新技术推广目录,意味着其应用将从单项目经验走向规模化推广,促进复杂地形桥梁建设能力整体提升。
科技创新是推动高质量发展的核心动力。中国能建葛洲坝二公司此次技术突破,不仅反映了我国基建领域的技术能力,也为峡谷桥梁建设提供了可借鉴的“中国方案”。随着“交通强国”战略持续推进,此类自主创新技术将发挥更大作用,助力我国从“基建大国”向“基建强国”稳步迈进。