世界第一高橋上有哪些黑科技？ 智能混凝土

  9月10日成功合龍的杭瑞高速北盤江特大橋，是目前世界第一高橋，也是世界級(jí)特大跨徑的鋼桁梁斜拉橋。這座多個(gè)數(shù)據(jù)刷新鋼桁梁斜拉橋世界紀(jì)錄的大橋，凝結(jié)著項(xiàng)目設(shè)計(jì)和建造者們的心血。

  世界最高的橋

  貴州高速公路開發(fā)總公司杭瑞高速貴州境畢都項(xiàng)目辦主任周平介紹，由中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)、多家施工單位合作建造的北盤江特大橋東與貴州水城縣都格鎮(zhèn)相連，西與云南省宣威市普立鄉(xiāng)相交，是鋼桁梁斜拉橋，橋面到谷底垂直高度達(dá)565米，相當(dāng)于200層樓的高度，超越之前世界第一高橋四渡河特大橋的560米（四渡河大橋地處湖北宜昌與恩施交界處，位于湖北巴東縣野三關(guān)鎮(zhèn)四渡河），成為目前世界第一高橋。大橋全長(zhǎng)1341.4米，主跨720米，是目前世界上第二大跨徑的鋼桁梁斜拉橋，由貴州省和云南省共同出資修建，總投資為10.28億元。橋面設(shè)計(jì)為雙向四車道，設(shè)計(jì)時(shí)速80公里。針對(duì)峽谷深、施工條件艱苦的特點(diǎn)，自2012年開工建設(shè)以來，設(shè)計(jì)與承建單位在建造過程中進(jìn)行了系列科研攻關(guān)，克服沿線山巒疊嶂、溝谷縱橫、地質(zhì)復(fù)雜、氣候惡劣等重重困難，確?？萍己扛摺㈦y度大的北盤江特大橋建設(shè)得以順利合龍。

  能夠自己流動(dòng)均勻填密的“智能”混凝土

  用于大橋建造的所謂“智能”混凝土，學(xué)名叫“機(jī)制砂自密實(shí)混凝土”。

  利用機(jī)制砂配制自密實(shí)混凝土，必須根據(jù)機(jī)制砂的顆粒特征采取相應(yīng)的技術(shù)措施，才能配制出滿足工作性能要求的自密實(shí)混凝土。由貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司研發(fā)的“智能”混凝土，具有高流動(dòng)性和良好的抗離析泌水能力，能夠僅依靠自身重力而無(wú)需施加振搗就能均勻密實(shí)填充成型，能夠很好滿足現(xiàn)代結(jié)構(gòu)復(fù)雜和配筋密集的工程混凝土成型要求。這種混凝土的“智能”之處，就是能夠自己流動(dòng)均勻地填密。以前用混凝土鋪路面，要用滾筒等工具振動(dòng)混凝土，以便混凝土密實(shí)，但是如果是振漏了或者振過了，就會(huì)出現(xiàn)空洞、蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷，如果橋墩支架有空洞那問題就嚴(yán)重了。采用所研發(fā)的“智能”混凝土能夠既保證質(zhì)量，又讓施工更方便，大大降低了作業(yè)人員的配置及作業(yè)時(shí)間，節(jié)約大量的人工費(fèi)用，提高機(jī)械設(shè)備工效，有效地縮短施工工期，降低施工成本。尤其是在鋼構(gòu)混凝土橋梁使用中，管狀的鋼構(gòu)件里不可能振蕩混凝土，因此如果在里面形成空洞，就將危及橋梁結(jié)構(gòu)安全。使用“智能”混凝土，它會(huì)沿著管道自己均勻分布，保證橋梁質(zhì)量。

  云計(jì)算用于大橋質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)

  大橋設(shè)計(jì)者采用云計(jì)算技術(shù)，研發(fā)并建立了一個(gè)集建、管、養(yǎng)于一體的橋梁管養(yǎng)綜合信息化平臺(tái)，打造了該橋的數(shù)字化“貼身醫(yī)生”，“尋脈問診”不需再去現(xiàn)場(chǎng)，一旦發(fā)現(xiàn)大橋“生病”，可立即報(bào)警。

  北盤江大橋設(shè)計(jì)和建設(shè)者們不僅擔(dān)負(fù)建造的重任，還要負(fù)責(zé)大橋今后的正常安全運(yùn)行。

  針對(duì)畢格高速北盤江大橋的施工和建設(shè)特點(diǎn)，以及后期運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)中存在的工程量大、涉及專業(yè)面廣、管理信息繁冗的問題，該工程在國(guó)內(nèi)率先提出了“全過程動(dòng)態(tài)信息化管理”的方案，將云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)結(jié)合為一體，使該橋的建、管、養(yǎng)信息化需求一網(wǎng)打盡。

  大橋設(shè)計(jì)者采用云技術(shù)研發(fā)并建立的云信息平臺(tái)，將施工過程中包括橋梁施工監(jiān)控在內(nèi)的各種建設(shè)數(shù)據(jù)與后期運(yùn)營(yíng)過程中的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立起有機(jī)聯(lián)系，繪制出該橋的“基因圖譜”，并形成整座橋梁的全壽命數(shù)據(jù)鏈。

  據(jù)了解，守護(hù)這座大橋安全的有三朵“云”：橋梁基礎(chǔ)信息云、橋梁監(jiān)測(cè)養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)云、橋梁分析決策云。

  通過安裝在橋上的感測(cè)傳感器，把橋梁的索塔、桁梁、橋面、斜拉索等各處的車輛載重、溫度、風(fēng)況、振動(dòng)等環(huán)境和部件的“健康”狀態(tài)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過高速傳輸網(wǎng)絡(luò)“秒傳”至系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息云和橋梁監(jiān)測(cè)養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)云，然后分析決策云對(duì)前面這兩朵云上的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將分析結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送到指定人的手機(jī)或平板電腦上。

  在大橋的每個(gè)關(guān)鍵構(gòu)件上，都使用了激光標(biāo)刻或者二維碼技術(shù)，也就是讓每個(gè)關(guān)鍵構(gòu)件都擁有了獨(dú)一無(wú)二的“身份證”，在“云”中能夠準(zhǔn)確追溯到從生產(chǎn)到運(yùn)輸、架設(shè)、營(yíng)運(yùn)各個(gè)階段的質(zhì)量、計(jì)量等“時(shí)間軸”指標(biāo)，管理部門也可以通過追溯系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管，一旦發(fā)生重大災(zāi)害和安全事件，能夠快速、高效地追蹤溯源，及時(shí)處置。

  在“云”里，還設(shè)立了典型病害庫(kù)，為每個(gè)關(guān)鍵構(gòu)件預(yù)設(shè)病害類型，通過自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)或者人工掃描附著在構(gòu)件上的二維碼信息，選擇相應(yīng)的病害信息就可以實(shí)時(shí)傳輸至云端，讓病害隱患無(wú)處可逃。

  中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院的張杰主任解釋說，比如橋上的某根斜拉索營(yíng)運(yùn)一段時(shí)間后，一旦出現(xiàn)了微小“失?！?，桿件上的傳感器就會(huì)自動(dòng)發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)到云端，甚至一些關(guān)鍵部位的某些零部件松動(dòng)，也會(huì)被第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)云端數(shù)據(jù)采取及時(shí)的應(yīng)對(duì)措施。