23塊「積木」在空中拼接，香溪長江大橋這樣建成

來自專欄了不起的中國製造

出品| 網易新聞

作者| 何鵬，橋樑建設從業者

　　中國被稱為「基建狂魔」已經不是一天兩天了，無論是建橋、鋪路還是蓋摩天樓，中國的技術在世界範圍內都是首屈一指。而現在，我們又迎來了一種獨特新穎的建橋方式——「搭積木式」一節一節把橋拼裝起來。

　　香溪長江公路大橋就是這樣一塊積木一塊積木地拼裝起來的，該橋主跨519米，是目前世界上第二大的中承式鋼箱桁架推力拱橋。由於地處山區，溶洞多，山體多為石灰岩，同時大橋橋位高、跨度大，想要把這座大橋建好並非易事。

（一）兵書寶劍峽地形複雜，建大橋要面臨哪些壓力？

　　湖北香溪長江大橋位於三峽庫區秭歸縣兵書寶劍峽峽口，兵書寶劍峽地質情況複雜，多褶皺山地，山峰聳立，河谷深切。

　　由於地形的阻隔，秭歸自古以來就被長江分成兩個部分，不僅影響了南北交通，還增加了江北四鎮臍橙運輸的成本，給老百姓的生產生活帶來極大的不便。

　　為了減少惡劣的環境對居民生產生活的影響，帶動經濟、旅遊業的發展，在兩岸之間建一座「特大橋」的計劃逐漸提上日程。

　　香溪長江大橋建在三峽大壩上游40公里處，基本不受水文影響，不過由於地形複雜，大橋在施工中必須用爆破擴大明挖基礎，但峽口作為長江航運必經之路，每日來往貨船和旅遊觀光的游輪較多，給爆破帶來了很大障礙。

　　大橋全長883.2米，主跨531.2米，橋面寬32.3米，為一跨過江、雙向四車道公路橋，大橋樑面距離水面118米，拱頂最高點離水面高達176米，它沒有橋墩，在施工時要在峽口峭壁之間精準完成主拱吊裝。

　　通過長時間的專家驗證，綜合考慮地質情況、風力荷載、長江黃金水道的通航和水文環境保護等情況，施工方最後決定用「建三座橋，拆二座橋，留一座橋」的方式來建造這座大橋。

（二）大型鋼箱桁架積木拼裝的幕後英雄——纜索吊機和扣纜塔

　　「建三座橋、拆二座橋、留一座橋」，聽起來不可思議，但香溪長江公路大橋的背後的確隱藏著三座橋。

　　香溪長江公路大橋由大型鋼箱桁架積木拼裝而成，建成後，一塊塊鋼箱桁架積木連接在一起，將在長江上形成一道「彩虹拱橋」。

　　一般來說，這種鋼拱橋在施工時有如下幾種選擇：纜索吊裝、斜拉扣掛施工、轉體法和懸臂拼裝。香溪長江公路大橋需要建在長江黃金水道上，面對高山峻谷、深水急流和每天來來往往的船隻只能採用纜索吊裝的方法。

　　大橋鋼箱桁架積木的拼裝離不開體積巨大的纜索吊機和扣纜塔。在施工過程中，施工人員在長江兩岸山體峭壁上搭起近200米高的扣纜塔，上百根鋼絲繩穿塔而過，254噸的鋼構件通過纜索吊機起吊後，順著鋼絲繩滑到指定位置，精度達毫米級。

　　纜索吊機擁有跨越能力大、水平和垂直運輸機動靈活、不影響通航、施工比較穩妥、方便等優點。近年來隨著中國西部大開發戰略的實施，大跨度橋樑建設規模突飛猛進，作為山區橋樑施工的主要起重設備，纜索吊的吊重從幾十噸發展至400噸再到800噸，索跨從幾百米發展到至千米，為香溪長江公路大橋的建造提供了良好的技術支持。

　　扣纜塔擁有架設高度高、耗值大、拼接難度大的特點，是纜索吊機的主要承重構件。大跨度的鋼箱拱橋採用纜索吊機施工時，由於拱肋分段數多，且單件吊裝節段體積大、結構複雜，為了順利施工，扣纜塔作為其配套設施發揮著不可忽視的作用。

　　扣纜塔和纜索吊機結合起來，形成了一個龐大的纜索吊機體系，其結構安全風險高，每一個組成部分都是構件主要受力結構，不存在次要的受力構件且安全卡控點多，只有這樣的龐大體系才能實現順利拼裝。

（三）23塊弧形鋼構件「積木式」拼接，想想都不容易

　　香溪長江大橋採取了「拼積木」的建橋方式，所謂「搭積木」就是在工廠中進行大橋零部件的製作，再將生產好的「零件」拼接成預期的建築。

　　這種方式可以最大化地實現精細化生產，將數十厘米的誤差縮小至毫米級別。更為重要的是，「拼積木」的方法還能將單位建築面積的能耗進行大範圍壓縮。

　　然而，大橋由23塊弧形鋼構件拼裝而成，面對每天下午的狂風和多變的天氣，想要把積木與積木對接起來並非易事。

　　首先，這23塊鋼構件都要從大型積木構件工廠運輸到施工現場，通過船舶在江中定位、壓水，與上一節段相對應，減少在高空中的擺幅，直到每一塊積木相互對接起來。這個過程看似輕鬆，實際上卻需要極高的技術。

　　大橋的鋼結構多而複雜，主體鋼樑重約2.3萬噸，臨時重約1.4萬噸，大風高濕環境下，焊接、防腐、高栓施工質量控制難度大，施工特種裝備多，安全風險大……這些都要求施工方在建造過程中必須十分講究，容不得絲毫馬虎。

　　比如，焊接是鋼構件的主要連接方式，但積木的焊接並非普通的焊接，每一道焊縫都必須進行無損檢測，必須檢測合格才能進行下一節的吊裝。

　　再比如，大型的鋼構件就如同支撐人體的骨架，這種「骨架」還需要聯結系的連接。

　　聯結系依靠高強度螺栓來連接，但高強度螺栓具有溫濕度敏感性強的特點，又在大風高濕的環境下施工，高強度螺栓的質量控制是一大難點。

　　施工方通過對廠家高栓質量的考察和「磷皂化」兩種表面處理工藝的結合，有效地控制了高強度螺栓的溫濕度敏感性，保證了高強度螺栓的扭矩係數，提高了整橋的承載能力。

結語

　　香溪長江公路大橋預計於2019年國慶期間全線通車，大橋建成後，秭歸縣長江兩岸以汽渡為唯一通道的交通現狀將被打破，秭歸長期以來南北分離的狀況將不復存在，南、北地區真正成為一體。

　　這個項目不僅是宜昌的重要交通基礎設施，也是連接滬蓉、滬渝兩條高速公路的關鍵控制性工程和構建鄂西生態文化旅遊圈的重點項目，它把長江三峽、神農架、武當山等黃金旅遊區以最便捷的路線串為一體，從此「天塹變通途」。

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編輯| 孫健航、史文慧

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