距谷底200层楼高的北盘江大桥顺利合龙。(均贵州高速公路集团供图)

 

近日，世界最高桥纪录又一次被我国桥梁人刷新：在黔滇交界，总投资超10亿元的杭瑞高速北盘江大桥顺利合龙，该桥全长1341.4米，桥面到谷底垂直高度565米，相当于200层楼高，超越之前的世界第一高桥四渡河特大桥的560米。目前，世界最高的十座大桥中，有八座在中国。

 

贵州高速公路集团毕都高速公路项目办主任周平告诉记者，作为杭瑞高速公路最后一个“瓶颈”，北盘江大桥的合龙，意味着以杭州为起点，贯穿浙江、安徽、江西、湖北、湖南、贵州至云南瑞丽口岸等7省3404公里的杭瑞高速公路即将全面建成通车。相邻的贵州都格镇与云南普立乡之间的车程将由2小时缩短为15分钟，这将显著改善西南地区与外界的交通出行，促进地方社会经济发展，为国家“一带一路”战略添上厚重的一笔。

 

峰峦叠嶂、河谷深切的贵州，引领着山区桥梁建设的潮流。大山间，一座座梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥，几乎涵盖所有桥型的现代桥梁拔地而起。作为贵州“桥梁博物馆”的新成员,北盘江大桥合龙消息传出后，很多人想知道，当初工程师如何让“世界第一高”立于北盘江大峡谷万丈深渊之上？10月初，记者来到项目现场，对造桥的设计、施工、维护等单位负责人进行采访。

 

深谷地形决定“第一高度”

 

贵州省六盘水市都格镇龙井村，位于北盘江深切峡谷之中。对村民马选军而言，最麻烦的就是逢年过节，为了到山对面的云南亲戚家，他要翻山越岭走几个小时的山路。“隔山喊得应，见面要半天”，是云贵高原百姓生活的真实写照。

 

在喀斯特地貌的溶蚀作用下，北盘江大峡谷谷底广泛分布形态各异的钟乳石群。站在龙井村俯瞰，有的如刀斧利剑、有的如妖魔鬼怪，令人不寒而栗；从此仰望，云雾之中，一座橘红色的长龙横跨峡谷两岸，宛若“天桥”。

 

如果说谷底的魔幻是大自然的鬼斧神工创造的自然奇迹，那北盘江大桥便是人间奇迹。“我至今也无法想象，在我们头顶直上直下的悬崖之间，能造出这么一座雄伟的大桥。”马选军说。

 

这个奇迹诞生的背后，有着怎样的故事？

 

2009年，大桥总设计师彭运动也同样这么站在龙井村。已经在贵州做了6年桥梁工程的他，面对眼前复杂的地形、地貌和地质，脸上第一次有了不知道将桥架在何处的愁云。造桥没有捷径，他和他的团队只能从起点———地质勘测做起。他必须首先弄清楚边坡稳定、溶洞、卸荷裂隙(一般较易形成于岸坡边缘，受自然地质作用和人工开挖影响，导致岩体应力释放和调整而形成的裂隙)　和地震断裂的分布。

 

做地勘，首先就是要深入调查。经过村镇的推荐，从小在峡谷中长大的老乡童三平成为彭运动勘察设计团队的地勘向导。童三平告诉记者，沿着河谷的羊肠小道穿梭的地勘队可谓跋山涉水，两岸上下游10公里几乎全部走遍。

 

回想起当初的钻探过程，童三平对彭运动是又气又敬。“我没想到，隔了一条河，云贵两岸的地质差距那么大。贵州这边石头多，钻探起来不是太难。云南那边到处是田地，土层厚且溶蚀多，有一个钻孔，老是埋钻卡钻，我们都想放弃。但彭运动说，少钻一个都不行。这人也真是，太较真。不过，看在他也是为了大桥工程安全着想，我还是很尊敬他的。”

 

可具体的桥位还需考虑整个高速公路的走向。“对设计师而言，桥位和桥型的选择绝不是为破纪录而选择，而是从地形、地质、地貌等角度综合分析，这是永恒不变的准则。”彭运动说，“北盘江大桥之所以建得那么高，就是因为桥位处的地形———谷深而非山高。对深谷而言，桥的高度降低，即便只降10米，也意味着周边更多的路线深入‘地下’，需要开挖更多的路基和建更长的隧道。从经济上看，有更多隧道的高速路造价远超单一高架桥的代价，所以我们才将桥建在接近山顶的位置。”

 

弃悬索桥型并非标新立异

 

确定桥位后，桥型就成为各方关注的焦点。决定桥型的首要因素是跨度。根据前期勘查，此桥的跨度预计在670米以上，而混凝土斜拉桥最大跨度一般不过500米，梁桥、拱桥更不合适，再加上桥位地形、施工可行性等多方面因素限制，只有钢桁梁斜拉桥和钢桁梁悬索桥具备可操作性。

 

北盘江大桥设计时，贵州有史以来修建的技术含量最高的桥梁———坝陵河大桥刚刚通车，该桥的设计方正是中交公路规划设计院有限公司的彭运动团队，彭运动用钢桁梁悬索桥结束了高山峡谷区域建不了超千米大跨度桥梁的历史。

 

类似的地形条件，相同的设计团队，几乎所有人，包括彭运动设计团队的内部人员都认为，彭运动将照搬成名作中已经成熟的建设方案。但没想到，他却弃用了钢桁梁悬索桥方案，改用钢桁梁斜拉桥。

 

一时间，各方的质疑扑面而来，业主、省交通厅和公规院领导对此皆有不同意见。“开始，有关领导坚决不同意斜拉桥的方案，认为我有野心，刻意追求世界之最，标新立异。我承认，创新是设计师的灵魂，但我绝不会为了野心而创新，而是针对当地环境而创新。”彭运动说。

 

他不断向专家和领导讲述自己的论证：“首先，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，两岸悬索桥型的锚碇(至少8万方)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。其次，桥址区基岩地层为石灰岩地层，地下水活动频繁，岩溶洞穴发育，很难找到适合悬索桥的锚碇布置位置。再次，对于主跨跨径为500-800米山区大跨径桥梁，钢桁梁斜拉桥在经济性上比悬索桥有明显的优势。”

 

经过多轮科学比对，北盘江大桥最终被批准采用主跨720米的钢桁梁斜拉桥方案。(见右上示意图)

 

两种不同施工工艺的“碰撞”

 

设计方案确定后，便要选择施工方案。考虑到山区作业，运输不便，彭运动和设计团队心中的设计基本原则便是“化整为零，积零为整”。所谓“化整为零”，即由于临时施工便道转弯半径有限，长车不能直接到达施工场地，为保证杆件顺利供应，在工厂进行杆件加工，将长杆件拆分装上挂车，运至现场的钢桁梁拼装场。

 

“积零为整”本来就十分复杂。这还不够，北盘江大桥两侧分别采用了不同的拼装方法。贵州侧17号标段由中交二航局负责施工，采用“多点顶推+桥面吊装”工艺，云南段则采用“拖拉式+纵移悬拼”工艺。

 

类似的斜拉桥常规会使用边跨落地支架的施工工法。但在北盘江大桥的边跨，桥面距地面高度达到了100米，如果边跨采用支架安装，至少需要投入约1.5万吨支架钢材。现有条件下，高支架就如同面条一般柔软，施工成本巨大不说，支架施工安全风险又将会大大提高。“桥梁施工事故中，绝大部分是支架安全事故。所以，我认为应该放弃支架施工，选择顶推工艺；将高空作业改为地面操作，这是顶推工艺首次用于山区钢桁梁斜拉桥建设中。”彭运动说。

 

所谓顶推，指的是梁体在桥头逐段浇筑或拼装，用千斤顶前顶后推，通过水平千斤顶施力，将梁体向前方移出施工场地，并为后方梁体拼装留出场地，重复“顶-推-降-缩”工序即可完成全部梁体施工。“顶推大大减少了土地的占用，保护了桥位周围的环境，对山区大跨度桥梁施工而言，这应该是未来的一个发展方向。”彭运动说。

 

边跨钢梁就位后，主跨采用360度全回转桥面吊机分块进行拼装。

 

“顶推和分块拼装都是为了尽可能减少高空作业的重量和难度，甚至可以看做将高空作业转化为地面作业，有效地降低了施工风险。”17标段项目总工王超说，“在顶推过程中，顶推设备对桥墩有一个反作用力，这个水平力有可能导致桥墩不稳、弯折或发生位移。我们将顶推设备设计成步履式，分为上下两部分，用两者之间的摩擦力低调水平反作用力，保护桥墩。”

 

不过，对面的18标段却并未采用此种创新工艺，而是进行了另一种创新———纵移悬拼：施工中，钢桁梁杆件在工厂预先加工试拼装，到场后通过施工便道运至杆件存放场存放，拼装时采用平板车转运至梁段节段拼装场，再通过龙门吊进行整节段组拼，最后进行纵移悬拼施工。同时，地面预先开始后续节段的整体组拼，保证地面随时具备有组拼完全的待安装节段。最终，节约了一个多月的工期。

 

对于这种新的施工工法，彭运动有着强烈的担忧。“山区建高桥，最忌讳太多的高空作业，而主梁悬拼便是危险的高空作业。原先的方案是为了减小高空作业风险，将主梁分块吊装，每次吊重不过50吨；纵移悬拼则是整体吊装，最大吊重近200吨，如果大风袭来，吊车能不能刹得住？说不定吊车会连着梁体一起跌落深谷。如何在大风期间保障大桥施工的安全？　山区的风不好预测，我非常担心。”他说。

 

“我承认，云南侧施工落后了一些，在工期的压力下，这也是被逼出来的创新。”18标段项目总工周大庆说，“对我们而言，既然顶推法是首次尝鲜，纵移悬拼也是头一次使用，两种工法我们过去都没有经验，选用后者也未尝不可。只要经过科学论证，就应该大胆创新。”

 

“兄弟可以不做，安全必须保证”

 

当时，除了周大庆和少数几位领导，几乎没人支持纵移悬拼。很多人告诉他：“‘顶推+吊装’方案已获得交通部批准，你临时改动，程序不对，安全上也没有保证，这怎么行？”

 

团队内部的同事甚至直接对他说：“周总，你用不用原定方案？　不用我就辞职走人。”

 

彭运动初期也不认可纵移悬拼创新，认为这只是一种赶工期的“无奈选择”。于是他每次来项目现场都会第一时间找到周大庆，和他谈心。

 

“北盘江大桥已经是世界之最了，用成熟可靠的方法将它建好已经很不容易。你就用原定的方案，行吗？　毕竟设计均是基于边跨顶推，中跨桥面吊机施工。”

 

“我用纵移悬拼绝不是突发奇想，肯定也经过了反复的科学论证。跟你说了多少次不用担心，你怎么还这么较真？再说兄弟都别做了。”

 

“兄弟可以不做，但安全必须保证。”“好，我跟你保证，要是安全出了问题，我就从桥上跳下去！”

 

“我要的是安全保证。真出了问题，你跳下去又有什么用？”

 

为了消除这颗“安全炸弹”，彭运动不停地做周大庆身边领导、同事的工作，让他们轮番劝说周大庆接受原方案。

 

不过，所有的劝说都无功而返。

 

在巨大的压力面前，周大庆和团队部分支持自己的成员默默地开启了“对抗全世界”的模式。

 

他和团队制作了1：1主尺试验模型，一次次地重复着纵移悬拼的过程。每一次过程中产生的“咯噔”都让他的心提到了嗓子眼，也促使他向各方寻求方案细化改进的建议。

 

最终，改进后的纵移悬拼方案在公司内部的投票表决中，以6：3的优势获得了通过。

 

即便方案获得了通过，周大庆依然要承受来自各方的“唠叨”。“特别是彭运动，即便现在见到我也必然要说出当时的担心。但我从不怪他。我知道，他和我一样，都想着大桥能顺利的完工。较真是所有负责任的工程师的品格，”他说，“创新就是如此。创新的过程如果总是一帆风顺，那它很可能在某个时刻栽跟头，因为最开始的方案肯定不是最完美的。我一直都把创新过程中各方的反对，或许更应该说是担忧，融到我的方案论证中，这种担忧正是创新方案不断细化的源泉。比如，我们和监控单位沟通，请他们配合，毕竟一座桥两套数据，相当于建了两座桥。而且最终施工时，吊装的多个位置使用了压力传感器，一套完善的监测系统为纵移悬拼保驾护航。”

 

9月9日，大桥合龙前夜，负责合龙的王超怎么都睡不着，周大庆和彭运动也是几乎一夜没有合眼。毕竟，在对称桥型的两端使用不同工法施工，合龙会更加困难，好在，由于前期的控制和监测都按照标准执行，合龙时的误差总体处于可控范围之内，顺利合龙之后，三个焦急的工程师，都松了一口气。

 

目前，北盘江大桥的桥面铺设正在紧张进行，大桥预计年底即可通车。

 

文汇报记者　赵征南