特大桥梁横跨深涧峡谷，面临巨大的风险挑战。更高的技术难度，工程师们无时无刻不在寻求新突破。今天，让我们走进世界最大跨径上承式钢管混凝土拱桥——德余高速乌江特大桥寻找答案。
近日，中国公路学会在重庆主持召开“大跨度装配式钢管混凝土拱桥原形成拱建造关键技术”项目成果评价会，对中交一公局四公司承建的德余高速乌江特大桥关键技术成果进行系统评价。
(资料图)
会议邀请中国工程院外籍院士、美国国家工程院院士邓文中，中国工程院院士周绪红、张喜刚，中国交建原副总裁侯金龙，重庆交通大学原校长、中国公路学会副理事长唐伯明，交通运输部公路科学研究院院长张劲泉，国家杰出青年科学基金获得者何旭辉、刘铁军、郭彤等9位行业资深专家，组成评价委员会。中国科学院院士赖远明、中交一公局集团及四公司相关领导出席会议。
评价会上，项目组汇报了500米级栓接装配钢管混凝土拱桥建造关键技术研究的背景、创新点以及取得成果和推广应用情况等内容。评价委员会专家审阅了相关技术资料，经质询和讨论，高度肯定乌江特大桥建造水平，认为乌江特大桥智能建造项目难度大，成果显著，科技成果及应用达到了国际领先水平，推广应用前景广阔。
乌江特大桥近景。
该课题研究形成以下创新成果：创建全过程最优原形成拱理论和方法，实现了扣背索一次张拉不调索毫米级快速成拱;首创包括毫米级精度的拱桥分节段制造线形数字预拼控制方法、大型拱肋节段安装三维姿态自动精调技术与装置，实现了安装线形的精准制造与调控;研发永临结合的组合式缆索吊+斜拉扣挂体系、等应力连续预紧千斤顶，实现了快速建造，并应用测量机器人，掌握了复杂环境下悬拼拱肋的线形变化规律，实现一步到位。
在“世界桥梁博物馆”贵州，乌江特大桥为什么备受关注成为黔贵大地上的璀璨“新星”？它的建造技术高明在哪里？现在让我们一起来认识这座特大拱桥中的“大明星”。
俯瞰乌江特大桥全景。
乌江特大桥长1834米，主跨504米，是世界最大跨径的上承式钢管混凝土拱桥。首创采用拱、柱、梁全栓接，无支座整体式受力体系，探索形成了“新型结构设计、计算原理研究、制造线形控制、智能调控安装”成套技术，代表了目前同类型桥梁建造的世界顶级水平。
乌江特大桥高空远景。
全方位精准“桥梁积木”搭出“毫米级精度”
全桥拱肋有60个这样的节段，最大的节段能达到157吨重，让这些庞然大物在百米高空完成毫米级组装，实现节段精确安装与成桥线形、精确控制的双重目标，施工难度不言而喻。对此，项目首创原形复位安装控制理论，从首节段精调、立拼线性姿态、架设线性控制三方面最大程度还原了立拼状态。
钢拼厂拼装。
此外，乌江特大桥全桥共计240束扣背索、75个索力，变量达到同类桥梁之最。在大悬臂频繁调整索力将面临巨大的结构安全和线形失控风险。项目团队基于“全过程最优控制理论”，开发的索力计算程序，实现了扣背索全过程一次张拉不调索无应力状态成拱，全过程塔偏、应力、索力，自动满足结构安全要求，且拆索后成拱线形，自动与目标线形吻合。同时，项目研发改造的大型拱肋节段安装三维姿态，自动精调技术与装置，实现了吊装节段在空中纵向、横向和旋转姿态精准调整，大幅提升构件吊装精度，实现了安装线形的精准制造与调控，铸造了这座巍然屹立于崇山峻岭间的“钢铁桥梁”。
超严苛要求，“工厂化预制”“装配式吊装”齐上阵
全桥钢结构均由22万颗高强螺栓连接，容许最大误差仅有2毫米。这样要求严苛的建造要求，让项目团队不得不寻求新的建造方式，决定用“搭积木”的预制装配式技术建设桥梁。
钢拼厂立拼。
于是项目在设计建造过程中，践行工厂化制造、标准化生产、模块化安装、装配式建造理念，不断提高乌江特大桥建设的智能制造，打造绿色高品质工程。拱肋采取“卧拼+立拼”双拼工艺。钢结构在出厂前就使用5+1卧式耦合进行初拼，整节段运至现场后，再采用4+1立式耦合拼装，由此实现拱肋线形和风撑全栓接，均达到毫米级精度要求。这项工艺最终形成的36道标准施工程序、22项报检、17项关键控制指标，填补了大型全栓接装配式结构，双拼施工的行业空白。
多技术创新，“数智”护航让施工更安全高效
乌江滔滔奔涌向前，在150米的高空作业，如何保障施工安全？对此，项目技术团队积极开展了“数智”开发应用。通过技术先行消除各项安全隐患和风险，为实现自动化监测、预警，项目使用全套智能监控系统、北斗定位系统，以及缆索系统、扣挂系统等，并采用BIM技术建模，模拟优化相关方案和流程。
预警系统。
其中，BIM可视化交底的应用通过三维激光扫描仪对拱肋整体最高50万个点的扫描，快速精确“看”出拱肋制造及安装中的误差，做到了吊装全过程对应力和变形的实时监测，实现对大桥高空作业的安全护航。
拱肋现场安装扫描。
此外，项目团队创新应用“全自动测量机器人”，掌握了复杂环境下悬拼拱肋的线形变化规律，实现大桥建设一步安全到位。建设以来，在多项“数智化”手段的助力下，乌江特大桥的建设步伐迈得平稳坚定。
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