云端上的桥——记平塘特大桥

作为中国唯一没有平原的省份，贵州却享有“世界桥梁博物馆”的美誉，两万余座桥梁架设在喀斯特高原上，创造了令人惊叹的奇迹。目前排在世界前100位的高桥中，46座在贵州落户。

2016年4月26日，位于黔南州的平塘—罗甸高速正式开工，全线共有桥梁80座、隧道23座，其主要控制性工程——平塘特大桥，全长2135米，主跨550米，为国内山区跨径最大的三塔组合梁斜拉桥；其16号主塔高达332米，相当于约110层的高楼，为世界最高钢筋混凝土桥塔。平塘特大桥于2019年12月31日正式建成通车。

据了解，施工BIM管理系统深度参与大桥的主塔及主梁的建设过程，主塔施工主要采用“钢筋快速安装”和“高空高标号大体积混凝土施工”两项新工艺；基于“垂直高度环境条件变化机制砂高性能混凝土质量控制技术”和“基于光纤的超高主塔监控技术”等项创新技术亦得到有效的应用。此外，该桥的设计构思新颖，颇具特色。

深峡中的“空间钻石”

平塘特大桥由贵州桥梁建设集团有限公司承建，位于超宽超深的“W”形大峡谷，结合桥位地形地貌、地质条件，设计团队综合考虑边中跨布置协调性、主塔基础的边坡稳定性及两岸接线情况，最终选择采用三塔斜拉桥方案。

远眺平塘特大桥，最吸引人们的莫过于三座造型优美的“空间钻石”索塔，为桥梁设计中的首创之作。三塔在造型上保持统一，居中的主塔最高，其332米的高度在全球钢筋混凝土桥塔中位居榜首。索塔为空心薄壁型结构，它在桥面高度以上(中塔柱及上塔柱)呈“A”形；而在桥面高度以下(塔墩及下塔柱)则为花瓶形。项目团队首次提出了中塔塔-梁铰接、边塔竖向支承的体系，还在不增加桥塔体积和重量的前提下，通过调整索塔纵向塔柱的间距，来合理配置塔的刚度，不仅优化了结构的力学性能，而且大幅节省工程造价。同时形成了大桥刚劲挺拔的视觉效果，使之成为黔省深峡中一道亮丽的风景线。

大桥主塔下横梁以上的塔柱易产生偏移，下横梁以下塔柱由于自身截面大、刚度大，偏移现象并不明显。因此项目团队采用准分布式光纤光栅感测技术，针对下横梁以上塔柱进行光纤测点布设，监控主塔施工过程中的塔柱温度、应力及变形的数据。

钢筋安装施妙法

常规的主塔钢筋安装通常采用节段单根机械连接并接长的方式，而根据平塘特大桥自身特点，施工单位以“平面安装”为突破口，实行主塔钢筋网状安装。

为有效解决网片连接的错位问题，他们采用钢筋网片框架散件吊装钢筋，吊装时钢筋之间不做任何连接，保持单根钢筋能有效活动，以不改变机械连接的方式，使主筋安装到位，将钢筋锁在两片胎架中间利用特殊吊具起吊。

钢筋网片尺寸定为高6米，宽9米，主要以主筋、水平筋两种形式循序渐进进行工艺创新，钢筋接头均按规范要求交错设置。钢筋网片统一提前加工，在加工前根据网片尺寸对应制作胎架，在胎架上进行拼装，胎架利用工字钢及槽钢焊接而成，根据设计图纸按钢筋尺寸及间距制作凹槽，高效地保障了钢筋安装的精度。为减少钢筋网在吊装过程中的变形，建设者们在自制胎架时使之具有足够的刚度。钢筋网吊运至塔顶后，依靠人工配合塔吊以不改变机械连接的方式，使主筋顺利安装到位。同时利用不断改良自制胎架使钢筋安装速度及精度都成倍提高，特别是大直径钢筋安装效率得以大幅提升，既减少了人力又降低了高塔施工的安全风险，缩短主塔施工工期。

此外，为克服施工场地狭小，钢结构拼装严重受限的困难，建设者们开创性地将预拼场设在桥面处，并在钢主梁接头搭建施工平台。事实证明，他们在国内首创的空中旋转悬拼工艺，较好地适应山区复杂的地形，既便于转运，又可确保施工质量，具有一定的推广应用价值。

“一泵到顶” 温度可控

平塘特大桥施工中，建设者们根据环境条件和超高泵送要求，配制12种C50混凝土配合比，最大程度满足混凝土泵送需要。

主塔浇筑过程中采用布料杆加快主塔浇筑速度和分层均匀度，以提高混凝土浇筑质量，并最终实现山区C50混凝土320米高塔“一泵到顶”的历史性突破。

塔墩顶部实心段混凝土位于116米高空。在保障质量安全的情况下，建设者们将C50大体积混凝土水泥用量降低至334千克，粉煤灰掺量达25%。如遇高温季节施工，为降低气候和摩擦对混凝土泵送造成的入模温度，他们在输送管外侧包裹土工布并洒水降温，还使用在拌和水内加入冰块的降温方法。

施工单位同时开发被称为“夹心饼干”的保温模板，进行保温试验，现场在爬模模板外侧进行该模板的模块化安装，形成隔热层，减小混凝土表面对流系数，减缓其热量散失，取得明显的保温效果。在表面和环境温度有着较大差异的情况下，将混凝土内外温差控制在27.7度以内，满足指标要求，避免了温度裂缝的产生。

贵州桥梁集团还与相关科研机构合作，陆续完成“大体积混凝土施工监控预警模块”手机APP和数据录入平台，以及基于BIM的管理平台的开发工作，并先后投入使用。

BIM协同管理平台向运营维护管理系统开放数据接口，通过共用数据库，实现完整的、准确的“虚拟资产”的移交，将大桥竣工BIM数据模型移交给桥梁运营养护管理单位。

平塘特大桥的建成，彰显出建设者们的智慧和力量，他们以虚拟的施工载体全方位模拟施工的方式，相继解决了设计与施工中的一系列难题，打造出我国在山区高墩多跨斜拉桥建造方面的自主创新品牌。它的通车，使平塘至罗甸的行车时间由原来的2.5小时缩短至1小时，形成贵州南部地区横向连接的运输大通道，对改善沿线居民生产生活条件，推动地方旅游业发展，助力高质量打赢脱贫攻坚战具有重大意义。

本文刊载 / 《桥梁》杂志

2020年 第6期 总第98期

作者 / 李佳隆

作者单位 / 贵州桥梁建设集团有限公司

编辑 / 陈晖

美编 / 赵雯

责编 / 陈晨

审校 / 李天颖 裴小吟 廖玲

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