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院士科普
特約撰稿人 中國(guó)工程院院士鄭皆連
我是鄭皆連，一位熱愛(ài)橋梁建設(shè)的老爺爺，今年83歲。11月12日，在瑞士蘇黎世，國(guó)際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)舉行了一場(chǎng)盛大的頒獎(jiǎng)典禮，我作為總設(shè)計(jì)師，主持建成的橋梁——天峨龍灘特大橋，榮獲大型公路與鐵路橋的最高獎(jiǎng)。
一座橋，創(chuàng)造世界紀(jì)錄
天峨龍灘特大橋坐落在廣西的天峨縣，那里山清水秀，風(fēng)景如畫(huà)。它橫跨在紅水河上，就像一道美麗的彩虹，連接著兩岸的人們。它于2024年2月1日正式通車(chē)，從那以后，無(wú)數(shù)車(chē)輛和行人都能安全、快速地通過(guò)這里。由于是拱橋設(shè)計(jì)，它比斜拉橋的建設(shè)成本少了1.25億元，而且100年內(nèi)的維護(hù)費(fèi)用也少了4.7億元！
這座橋的跨徑有600米，目前是世界上最長(zhǎng)的拱橋。它把混凝土拱橋跨徑的世界紀(jì)錄一下提高了155米，比國(guó)外最大跨徑混凝土拱橋——前南斯拉夫KRK橋跨徑大210米。
83歲還能主持建成這樣一座大橋，我很開(kāi)心，這不僅代表了我的努力，更代表著中國(guó)橋梁技術(shù)的飛躍。
造橋，就像搭積木
建造這么一座大橋，可不是件容易的事。大橋主橋是上承式混凝土雙肋拱橋，上層是行人車(chē)輛的通道，而下層則是兩個(gè)平行布置的堅(jiān)強(qiáng)的拱。這兩個(gè)拱的總重量超過(guò)9萬(wàn)噸，相當(dāng)于7萬(wàn)輛小汽車(chē)的重量。那么，怎樣才能把這么重的拱懸在空中呢？這得用到建橋秘訣——?jiǎng)判怨羌芊ā?/span>
勁性骨架法，就是先用空鋼管搭起一個(gè)拱的骨架，然后，往這些鋼管里注入混凝土，混凝土硬化后，就會(huì)形成一個(gè)堅(jiān)固的鋼管混凝土組合拱。最后，我們?cè)谶@個(gè)組合拱上掛上模板，再澆上混凝土，就像給大橋披上了一層厚厚的鎧甲。就這樣，大橋的拱圈越來(lái)越堅(jiān)固，直到變成一座真正的巨橋。
難題，我們用智慧解決
但是，修建大橋畢竟不是簡(jiǎn)單的搭積木，這個(gè)過(guò)程中會(huì)有很多困難。澆筑外包混凝土就是其中最危險(xiǎn)、最復(fù)雜的一步，這些混凝土的重量是鋼管骨架的9倍！任何一次澆筑失敗，大橋都有可能出問(wèn)題。所以，我和我的團(tuán)隊(duì)需要尋找最安全的施工方法。
我們采用了“分環(huán)澆筑”和“多工作面同時(shí)澆筑”的方法。先把箱形的拱分成底板、腹板和頂板三環(huán)，依次澆筑，這樣一來(lái)，已澆筑的混凝土就可以承受后面澆筑的混凝土重量，提高了施工安全性。每一環(huán)又分成很多小段，每次同時(shí)澆筑4個(gè)小段。
根據(jù)這個(gè)思路，天峨龍灘特大橋拱肋28100立方米外包混凝土分3環(huán)8個(gè)工作面，每次4個(gè)工作面同時(shí)澆筑，大橋建成共經(jīng)過(guò)36次這樣的澆筑。
經(jīng)過(guò)43個(gè)月的精心建設(shè)，天峨龍灘特大橋終于圓滿(mǎn)落成！
