“世界第一高桥”背后的科技力量

文_当代贵州全媒体记者 / 覃淋

北盘江大桥建设运用了中跨纵移悬拼施工、“智能”混凝土等多项新技术、新工艺，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，展示了贵州高超的造桥技术和水平。

5月下旬，第35届国际桥梁大会古斯塔夫·林德撒尔（GustavLindenthal）金奖揭晓，北盘江大桥荣膺这一被誉为桥梁界“诺贝尔奖”的奖项。

山峦叠嶂，云海飘渺，北盘江如玉带般在山中环绕。

高耸的索塔挺立在两岸山头，112对拉索、红色梁体与索塔交相辉映，如同即将远航的帆船。

作为杭瑞高速贵州境内毕节至都格（黔滇界）段的控制性重点工程，北盘江大桥跨越河谷深切600米的北盘江“U”形大峡谷，地势险峻，地质条件复杂。大桥建设运用了中跨纵移悬拼施工、“智能”混凝土等多项新技术、新工艺，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，展示了贵州高超的造桥技术和水平。

世界最高钢桁梁斜拉桥

北盘江大桥采用双塔四车道钢桁梁斜拉桥结构，全长1341.4米，最大跨径720米，桥面至江面垂直距离565米，相当于200层楼的高度，目前是世界第一高、第二大跨径的钢桁梁斜拉桥。

因其独特性和美观性，北盘江大桥成为贵州乃至中国的“靓丽名片”。这座惊艳世界的桥梁背后，其设计、建设充满艰辛。

贵州是典型的喀斯特地貌，河谷纵横、地质条件复杂、施工难度极大，是建造北盘江大桥面对的客观难题。

2009年，中交公路规划设计院有限公司（简称“公规院”）的设计团队来到这里开启了项目攻坚。在勘察现场时，从塔基安全性和方便施工的角度，设计团队确定了北盘江大桥的跨径应该在670米以上。这一数字已超出了梁式桥、拱桥、混凝土斜拉桥的适用跨径范围，同时综合考虑桥位处的地形条件、施工可实施性等因素，适合本桥建设条件的方案只能在钢桁梁斜拉桥、钢桁梁悬索桥（坝陵河大桥的桥型）两个方案中进行比选。

在此之前，公规院设计完成的贵州坝陵河大桥即将于当年底建成通车。就在所有人都以为，这一次这个团队肯定会照搬坝陵河悬索桥的成熟设计方案和完整建设经验时，公规院却决定另辟蹊径，创新推出了山区特大跨径钢桁梁斜拉桥方案。此举引起业界不小震动。

许多人提出疑问：中西部地区高速公路跨越深山峡谷的大跨径桥梁基本都选择了悬索桥方案，如贵州坝陵河大桥、湖南矮寨大桥等，设计队伍已经积累了丰富的设计、施工经验，为何弃之不用？

面对质疑，设计团队的想法很简单：北盘江大桥两岸均为高达500米的高陡边坡，两岸岸边均为悬崖峭壁，且分布了一些溶蚀裂隙带，悬索桥型锚碇的大开挖对边坡稳定和安全影响较大，大开挖的弃渣将严重影响生态环境。

同时，对于主跨跨径为500至800米的山区大跨径桥梁，钢桁梁斜拉桥在经济性上比悬索桥具有更强的竞争优势，对环境影响小，无疑是既经济又环保的最佳方案。

为此，公规院组织了一支强大的桥梁设计阵容，经过多轮技术、经济比选论证，最终确立了最佳设计方案——北盘江大桥采用主跨720米钢桁梁斜拉桥。

攻克多项技术难题

北盘江大桥所处位置地形较高，时常刮起六级以上大风，受风面积较大，设计建造必须考虑大桥能否“迎风挺立”。

针对山区风环境的非平稳性、桁架梁的气动力特征以及桥梁非平稳风作用下钢桁梁等因素，专家在大桥建造过程中进行了详细研究，并在国内外首次开展山区钢桁梁桥风致振动及主梁构件风荷载的现场实测，结合风洞试验，建立非平稳风作用下钢桁梁的等效风荷载设计方法，进而提出山区大跨度桥梁风-汽车-桥梁系统的安全评价准则。

北盘江大桥采用双塔四车道钢桁梁斜拉桥结构，全长1341.4米，最大跨径720米，桥面至江面垂直距离565米，相当于200层楼的高度，目前是世界第一高、第二大跨径的钢桁梁斜拉桥。图为航拍北盘江大桥。（廖毅 / 摄）

“我们通过模拟大桥周围的地貌环境，运用三维技术在不同速度、不同角度下的风对大桥产生的影响进行综合分析，从而得出一个精确的结论，那就是北盘江大桥的风速设计值在30米/秒，相当于能抵抗11级强风的正面袭击。”参与北盘江大桥建设的贵州高速公路集团有限公司副总工程师周平说。

北盘江大桥作为一座世界级桥梁，建设中还面临山区大体积承台混凝土温控、超高索塔机制砂高性能混凝土泵送、山区超重钢锚梁整体吊装、边跨高墩无水平力的钢桁梁顶推、大跨钢桁梁斜拉桥合龙五大技术难题。

面对这些技术难题，作为施工单位的中交二航局项目部成功攻克。在国内率先实现将机制砂混凝土泵送高度提升到269米（相当于90层楼高）、高钢桁梁斜拉桥上应用步履式顶推、斜拉桥上采用先边跨后中跨纵移悬拼的非对称施工、大桥两岸采用不同施工工艺架设加劲梁等工艺，实现了大桥的完美对接。

“我们提出了国内首创的中跨纵移悬拼施工方法，中跨纵移悬拼标准节段施工周期为4天/段，较传统全回转桥面吊机施工周期缩短约1/2。采用中跨纵移悬拼累计节约了工期3个月，为施工企业降低了现场管理间接费投入，提高了设备的利用率。”中交二航局项目部相关负责人说。

通过技术创新，施工单位大大提高了北盘江大桥的施工效率和高空作业的安全系数，实现了高空作业零事故的安全目标。结合施工技术，北盘江大桥先后申请专利13项、施工工法3项、技术指南2套、软件著作权6项，荣获“贵州省科技进步一等奖”“中国公路学会科技特等奖”“古斯塔夫斯金奖”等奖项。

“云医生”确保使用安全

北盘江大桥设计和建设者们不仅要担负建造的重任，还要负责大桥今后的正常安全运行。

针对气候条件恶劣、重载交通突出等系列问题，北盘江大桥采用云计算技术，在国内率先提出并研发建立了一个集建、管、养于一体的桥梁健康监测及资产养护管理信息化系统，实现智能管理，数字化“贴身医生”，一旦发现“生病”可立即报警。

据了解，守护这座大桥安全的有三朵“云”：桥梁基础信息云、桥梁监测养护数据云、桥梁分析决策云。

安装在桥上的感测传感器，把桥梁的索塔、桁梁、桥面、斜拉索等各处的车辆载重、温度、风况、振动等环境和部件的“健康”状态转化为数字信号，通过高速传输网络“秒传”至系统的基础信息云和桥梁监测养护数据云，然后分析决策云对前面这两朵云上的数据进行分析，将分析结果数据发送到指定人的手机或平板电脑上。

在大桥的每个关键构件上，还使用了激光标刻或者二维码技术，让每个关键构件都拥有了独一无二的“身份证”。能够准确追溯到从生产到运输、架设、营运各个阶段的质量、计量等“时间轴”指标，管理部门也可以通过追溯系统对其进行监管。

“比如桥上的某根斜拉索营一旦出现了微小‘失常’，杆件上的传感器就会自动发送相应数据到云端，甚至一些关键部位的某些零部件松动，也会被第一时间发现，维护人员可以根据云端数据采取及时的应对措施。”周平解释说。

创新推动技术变革。北盘江大桥的成功修建，彰显了贵州创造乃至中国的科技实力，进一步提升了贵州的知名度和美誉度。

如今，北盘江大桥相关科技成果成为引领全球山区特大跨径钢桁梁斜拉桥建设的时代标识，成为宣传和展示多彩贵州的一张靓丽名片。