交通“贵州造”全国响当当

在坝陵河大峡谷上，一座宏伟壮丽的大桥横亘在茫茫云雾之上。大桥的桥面与坝陵河水面的垂直距离高达370多米。从桥上向下俯瞰，仿佛置身天界。一阵大风吹来，却没有感觉到摇晃。 
　　　　据交通运输厅科技处的同志介绍，坝陵河大桥架在深深的峡谷上，大峡谷的风变化大，不像平原和海洋上的风那么规矩。大桥的各个位置，各个方向，风力都不一样，为提高桥梁颤振稳定性，建设者们为坝陵河大桥装上“翅膀”——在国内首次采用了桥面开槽和气动翼板组合的新型气动控制措施，气动翼板由骨架和蒙皮组成，安装在下检修道外侧，上下两层。疏导风向一个方向走，像一把巨大的梳子，让风顺利过去，保证风力在大桥所在的位置尽量变得有规矩。抗风设计标准也按百年一遇的最大风速——每秒25.90米设计。另外它具有翅膀一样的造型，对桁架架构也起到一个平衡的作用。 
　　　　不仅在抗风方面取得成果，坝陵河大桥采用了多项领先技术，如在先导索架设中采用了世界首创的遥控飞艇技术，克服了因地势陡峭形成的管道风效应，使先导索在飞艇牵引下安全准确地穿过峡谷。利用桥面吊机从索塔处向跨中逐段拼装是国内首次采用的技术，分多次、逐步施加拉力，以保证桥梁结构的稳定，同时克服了桥下没有通航的河流，运送大型桥梁部件困难，且起吊重量大，缆索吊装方案不经济等难题。高泵程机制砂混凝土施工工艺创国内施工先河，为国内山砂资源就近利用开辟了一条捷径。前不久，交通运输部科技司负责人和来自北京、重庆、长沙和武汉等地的国内桥梁专家实地考察坝陵河大桥后，认为贵州的一些交通科技技术在高山峡谷地貌中的创新运用属国内领先。 
　　　　我省交通建设近年来迅猛发展，在贵州复杂地质环境下建设高速公路迫切需要科技支撑，科技投入不断加大，目前共投入科技项目经费共计1.6亿元，我省共承担西部交通科技项目21项，国家和省的科技项目10多个。通过项目的研究，取得了丰硕的成果，江界河大桥获得国家科技进步二等奖和省科技进步一等奖、中国建筑工程鲁班奖，其他一些项目获省部级科技进步特等奖1项，获一等奖6项，获二、三等奖10余项。省桥梁工程总公司修建的广州新光大桥连获中国建设工程鲁班奖和中国土木工程詹天佑大奖，“贵州造”桥梁雄赳赳跨越珠江，标志着贵州交通科技技术已在全国打响品牌。 
　　 

　　 
　北盘江大桥上运用了多项先进技术。
　　　　山区大跨径桥梁建设技术不断提高。通过坝陵河大桥，使我省桥梁建设跨上了一个新台阶，该桥居同类型桥梁国内第一、世界第六，在山区桥梁抗风、钢桁梁施工工艺、隧道锚施工等方面取得突破，为大桥建设提供了有力的技术保障。同时这些成果在北盘江大桥、马岭河大桥等大跨径桥梁中得到应用，使我省的桥梁建设水平有了较大的提高。 
　　　　特殊地质条件下的交通建设技术取得突破。以贵州为中心的西南岩溶地区是世界上最大的裸露型岩溶区，该地区特殊的地质条件容易导致道路塌陷、隧道突水、水系污染等严重灾害，通过岩溶地区公路修筑成套技术的研究，开发了岩溶勘察、评价、处治、材料利用、环境保护五套技术，成功地突破了技术瓶颈，如在隐伏岩溶探测中，自主研发了甚高频电磁波多参数层析成像新技术，探明隐伏岩溶的位置和形态，为设计提供可靠的勘察依据，使得岩溶勘察准确率和符合率大大提高，减少了工程变更。目前，该成套技术在贵州、湖南、广西等省区2000多公里高速公路中广泛应用，取得明显的经济效益。 
　　　　岩溶地区交通建设技术取得六项突破 
　　 

　　 
　科技人员讨论处理实验数据。　
　　　　岩溶地质是困扰公路工程建设的特殊地质问题之一。针对我省复杂的岩溶环境条件，原有的工程技术难以支撑大规模的交通基础设施建设。为此，交通运输部在西部交通建设科技项目中确立了“岩溶地区公路修筑成套技术研究”，作为解决我国交通工程建设中的几大特殊地质问题的专题研究之一。 
　　　　通过科研人员历时5年多的刻苦攻关，完成了包括2000多公里工程现场调研、2000多组室内试验、400多组现场试验、130多项数值分析、33项依托工程的跟踪观测的近百项研究，对岩溶勘察评价、材料资源利用、工程处治、环境保护和公路工程岩溶环境区划等进行了深入系统的研究，取得了26项研究成果，实现了岩溶地区公路修筑成套技术的重大创新，大大丰富了岩溶地区的公路交通建设的技术储备。 
　　　　研究成果已在贵州、广西、湖南、云南等省区12条高速公路、33座大桥、11座隧道的建设工程中得到推广应用，有力支撑了这些重大工程的建设，有效保护了沿线自然生态环境，已取得超过1.5亿元的直接经济效益。获得国家专利4项，编制地方标准2部，参与修订交通部《公路工程地质勘察规范》行业标准，有关成果还纳入交通部《公路路基施工技术规范》等。该项目获得2008年国家科技进步二等奖，2007年贵州省科技进步一等奖，2007年度中国公路学会特等奖。　　 
　　　山区大桥跨壑穿山舞长龙 
　　　　我省属典型的岩溶山区，山高峪深，地质情况非常复杂，在这样的地区建设大跨径桥梁的技术难题相当多，如桥梁基础的确定、上部结构的架设、山区峡谷风的影响等等，通过坝陵河特大桥、北盘江特大桥、马岭河特大桥等一系列大型桥梁建成通车，使得我省在山区大跨径桥梁建设技术方面上了一个新台阶。 
　　　　坝陵河特大桥和北盘江特大桥位于国道主干线上海至瑞丽高速公路上，主跨分别为1088米和648米的悬索桥，马岭河特大桥位于国道主干线汕头至昆明高速公路上，主跨为360m的双塔斜拉桥，这三座桥梁所遇到的技术难题即有相似，也有不同。坝陵河特大桥尤其突出，是国内首座跨径超过千米的钢桁梁悬索桥，关键技术主要有三个方面，一是山区峡谷风对桥梁的影响；二是大型隧道锚的设计、施工、监控技术；三是钢桁梁的施工监控技术。该类桥梁国内外没有更多可供借鉴的经验，这三个方面的关键技术主要难度是：山区峡谷风场与平原地区或沿海地区的风场不一样，对桥梁产生的影响也不一样，山区峡谷风向同、风力变化大，对桥梁产生的影响变化大，要做大量的物理、数值模型实验的基础上，找到相关最不利的风参数极为困难；坝陵河大桥的隧道锚因受地形的影响，只能设置于隧道中的岩体下，其受力情况影响隧道的稳定性，这在国内的悬索桥锚碇中也较为少见，如何在既要保证锚碇的受力稳定又要确定隧道不受锚碇的受力影响受形，难度相当大；上部结构的施工在山区大跨径桥梁中难度也是相当大的，在山区建设桥梁与跨海、跨河桥梁不同，对于上部结构的施工在跨海、跨河桥梁中可以借助海水、河水用大型船只运送到指定位置再进行吊装，而在山区峡谷中，没有可借助的运输方式，坝陵河大桥考虑这个特点，设计的桥梁上部结构为钢桁梁加劲梁，其特点是可以分节拼装，但如何将这些桁片拼装到指定的位置，技术难度也是相当大的。为了突破这些关键技术，我省申请了交通部西部交通建设科技项目“坝陵河特大桥建设关键技术研究”，历时5年多时间，联合了中交公路规划设计院等10多家单位，在山区峡谷桥梁抗风技术和岩溶地区大型隧道锚关键技术、山区钢桁梁悬索桥施工监控技术等方面取得了突出的成果，为坝陵河特大桥建设提供了有力的技术支撑和保障。 
　　　　这些成果同时应用在有类似地质条件的北盘江、马岭河特大桥等桥梁中，北盘江大桥在结合坝陵河大桥的研究成果，成功地研究出了一套勘察、设计、施工、监控等技术方法，使得大桥得以顺利建成通车，该桥获贵州省2010年度科学技术进步二等奖。坝陵河大桥也正在申请奖励中。 
　　　　公路建设地质灾害实现准确预警 
　　 

　　 
　道路边坡施工人员正在埋置人工降雨传感器。
　 
　　　　地质灾害对交通基础设施危害极大。西部地区多为山岭重丘，地质情况极为复杂，是地质灾害高发地区，贵州正处于这样一个地质灾害频发区域。贵州省交通运输厅申请了交通部西部交通建设科技项目“西部地区公路地质灾害监测预报技术研究”，主要研究西部地区岩体斜坡在降雨、人为活动的诱发下，崩塌、滑坡、泥石流突发性地质灾害的成灾活动规律及其监测预报技术，提出合适的崩滑流地质灾害监测预测程序和标准。通过不断探索，在西部地区公路地质灾害的预警预报技术上有了重大突破： 
　　　　通过研究，提出了一套在西部地区较为适用的公路地质灾害危险性区划的基本理论和方法，建立了贵州省区域地质灾害危险性评价指标体系，编制了贵州省区域地质灾害危险性分区图，针对贵州省主要干线公路出现较多的滑坡、崩塌和泥石流灾害，提出了公路在选线、设计、施工及运营不同阶段，对滑坡、崩塌和泥石流灾害相应的预防治措施和办法。 
　　　　通过滑坡现场模拟试验，分析了降雨型滑坡和开挖型滑坡的机理，揭示了降雨和开挖触发因素对滑坡成灾机制和运动规律的影响，提出了公路滑坡、崩塌监测的优选方法，总结出各阶段监测的目的范围、监测网的布置、监测的频率。全面、系统地分析和总结了公路泥石流灾害的基本理论和方法，提出了公路泥石流的判别、评价以及预测、预报方法，提高了预报的准确率。提出了公路地质灾害群测群防的体系，规定了各单位的工作内容和职责。开发了自动监测系统，实现了远程实时监控。 
　　　　开发了“基于公路地质灾害预测预报信息管理系统”网络平台，建立了工程项目数据库管理系统和各灾种的数据分析方法库、预测预报模型库以及预报判据库接口子系统。将灾害区划各专题图层等空间信息发布到互联网上，实现了基于贵州省公路路网的灾害区划综合信息查询。 
　　　　取得的这些成果，实现了地质灾害的提前预警预报，有效地减少地质灾害造成的损失和伤亡，该成果获得2009年度中国公路学会一等奖。 
　　　　新材料成功运用于省内多条高速路 
　　　　贵州很早就开始采用碳酸岩轧制的机制砂生产混凝土，但是由于机制砂“石粉含量高、棱角多”等缺陷，所配制的混凝土强度较低、工作性能较差，使用范围受到限制。 
　　　　随着国家“西部大开发战略”的深入推进，交通建设突飞猛进，大型桥梁、隧道等结构物越来越多，不仅对机制砂混凝土的强度等级提出了更高的要求，而且对混凝土的各种性能也提出更高要求。 
　　　　贵州公路交通科技工作者和建设者们依托“岩溶地区公路修筑成套技术”等科技项目，取得了多个研究成果，攻克了机制砂高强高性能混凝土技术难关，扩大了机制砂的应用范围。主要有以下几方面突破： 
　　　　突破了机制砂配制高性能混凝土的设计方法和设计指标参数，将石粉含量放宽到5%-10.5%，突破了“国家标准中关于机制砂石粉含量的限值”，大大拓展了机制砂的使用范围。成果已在玉凯公路七里塘大桥、镇胜公路坝陵河大桥等建设中得到推广应用。 
　　　　通过高效减水剂和矿物掺和料共同掺用的“双掺技术”和配合比优选技术，研究了机制砂高强混凝土高扬程泵送技术，研发的机制砂泵送混凝土技术已应用于镇胜高速公路坝陵河大桥、扎南高速公路乌江大桥等工程。 
　　　　基于机制砂研究和应用成果，编制了《贵州省高速公路机制砂高强混凝土技术规程》，将对贵州乃至全国应用机制砂混凝土具有重要指导作用。