世界第一高橋上的高科技
2016-09-14
9月10日成功合龍的杭瑞高速北盤江特大橋，是目前世界第一高橋，也是世界級特大跨徑的鋼桁梁斜拉橋。這座多個數(shù)據刷新鋼桁梁斜拉橋世界紀錄的大橋，凝結著項目設計和建造者們的心血。
世界最高的橋
貴州高速公路集團有限公司杭瑞高速貴州境畢都項目辦主任周平介紹，由中交公路規(guī)劃設計院設計、多家施工單位合作建造的北盤江特大橋東與貴州水城縣都格鎮(zhèn)相連，西與云南省宣威市普立鄉(xiāng)相交，是鋼桁梁斜拉橋，橋面到谷底垂直高度達565米，相當于200層樓的高度，超越之前世界第一高橋四渡河特大橋的560米（四渡河大橋地處湖北宜昌與恩施交界處，位于湖北巴東縣野三關鎮(zhèn)四渡河），成為目前世界第一高橋。大橋全長1341.4米，主跨720米，是目前世界上第二大跨徑的鋼桁梁斜拉橋，由貴州省和云南省共同出資修建，總投資為10.28億元。橋面設計為雙向四車道，設計時速80公里。針對峽谷深、施工條件艱苦的特點，自2012年開工建設以來，設計與承建單位在建造過程中進行了系列科研攻關，克服沿線山巒疊嶂、溝谷縱橫、地質復雜、氣候惡劣等重重困難，確?？萍己扛?、難度大的北盤江特大橋建設得以順利合龍。
能夠自己流動均勻填密的“智能”混凝土
用于大橋建造的所謂“智能”混凝土，學名叫“機制砂自密實混凝土”。
利用機制砂配制自密實混凝土，必須根據機制砂的顆粒特征采取相應的技術措施，才能配制出滿足工作性能要求的自密實混凝土。由貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司研發(fā)的“智能”混凝土，具有高流動性和良好的抗離析泌水能力，能夠僅依靠自身重力而無需施加振搗就能均勻密實填充成型，能夠很好滿足現(xiàn)代結構復雜和配筋密集的工程混凝土成型要求。這種混凝土的“智能”之處，就是能夠自己流動均勻地填密。以前用混凝土鋪路面，要用滾筒等工具振動混凝土，以便混凝土密實，但是如果是振漏了或者振過了，就會出現(xiàn)空洞、蜂窩、麻面等質量缺陷，如果橋墩支架有空洞那問題就嚴重了。采用所研發(fā)的“智能”混凝土能夠既保證質量，又讓施工更方便，大大降低了作業(yè)人員的配置及作業(yè)時間，節(jié)約大量的人工費用，提高機械設備工效，有效地縮短施工工期，降低施工成本。尤其是在鋼構混凝土橋梁使用中，管狀的鋼構件里不可能振蕩混凝土，因此如果在里面形成空洞，就將危及橋梁結構安全。使用“智能”混凝土，它會沿著管道自己均勻分布，保證橋梁質量。
云計算用于大橋質量安全監(jiān)測
大橋設計者采用云計算技術，研發(fā)并建立了一個集建、管、養(yǎng)于一體的橋梁管養(yǎng)綜合信息化平臺，打造了該橋的數(shù)字化“貼身醫(yī)生”，“尋脈問診”不需再去現(xiàn)場，一旦發(fā)現(xiàn)大橋“生脖，可立即報警。
北盤江大橋設計和建設者們不僅擔負建造的重任，還要負責大橋今后的正常安全運行。
針對畢格高速北盤江大橋的施工和建設特點，以及后期運營養(yǎng)護中存在的工程量大、涉及專業(yè)面廣、管理信息繁冗的問題，該工程在國內率先提出了“全過程動態(tài)信息化管理”的方案，將云計算與物聯(lián)網、大數(shù)據結合為一體，使該橋的建、管、養(yǎng)信息化需求一網打荊
大橋設計者采用云技術研發(fā)并建立的云信息平臺，將施工過程中包括橋梁施工監(jiān)控在內的各種建設數(shù)據與后期運營過程中的結構健康監(jiān)測數(shù)據建立起有機聯(lián)系，繪制出該橋的“基因圖譜”，并形成整座橋梁的全壽命數(shù)據鏈。
據了解，守護這座大橋安全的有三朵“云”：橋梁基礎信息云、橋梁監(jiān)測養(yǎng)護數(shù)據云、橋梁分析決策云。
通過安裝在橋上的感測傳感器，把橋梁的索塔、桁梁、橋面、斜拉索等各處的車輛載重、溫度、風況、振動等環(huán)境和部件的“健康”狀態(tài)轉化為數(shù)字信號，通過高速傳輸網絡“秒傳”至系統(tǒng)的基礎信息云和橋梁監(jiān)測養(yǎng)護數(shù)據云，然后分析決策云對前面這兩朵云上的數(shù)據進行分析，將分析結果數(shù)據發(fā)送到指定人的手機或平板電腦上。
在大橋的每個關鍵構件上，都使用了激光標刻或者二維碼技術，也就是讓每個關鍵構件都擁有了獨一無二的“身份證”，在“云”中能夠準確追溯到從生產到運輸、架設、營運各個階段的質量、計量等“時間軸”指標，管理部門也可以通過追溯系統(tǒng)對其進行監(jiān)管，一旦發(fā)生重大災害和安全事件，能夠快速、高效地追蹤溯源，及時處置。
在“云”里，還設立了典型病害庫，為每個關鍵構件預設病害類型，通過自動發(fā)送數(shù)據或者人工掃描附著在構件上的二維碼信息，選擇相應的病害信息就可以實時傳輸至云端，讓病害隱患無處可逃。
中交公路規(guī)劃設計院的張杰主任解釋說，比如橋上的某根斜拉索營運一段時間后，一旦出現(xiàn)了微邪失?！?，桿件上的傳感器就會自動發(fā)送相應數(shù)據到云端，甚至一些關鍵部位的某些零部件松動，也會被第一時間發(fā)現(xiàn)，并根據云端數(shù)據采取及時的應對措施。
科技日報記者劉志強
