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峰林大橋為我國山區(qū)第一座大跨徑鋼混疊合梁懸索橋，全長1163米、主跨550米，橋面至谷底距離364.2米，是興義環(huán)高的控制性工程。因其與豐都隧道、舊屋基隧道形成峰林大橋橋隧標(biāo)段，且橫跨國家級風(fēng)景名勝區(qū)馬嶺河大峽谷，具有施工區(qū)域地勢陡峻、生態(tài)環(huán)境脆弱敏感、環(huán)境保護要求高、工程施工難度大等難點，也成為科技攻關(guān)的重點路段。在這樣的背景下，橫梁預(yù)制提升技術(shù)、主纜鋅鋁鎂防腐技術(shù)、分岔隧道連拱段獨立雙洞法、隧道綠色照明技術(shù)等科技創(chuàng)新成果應(yīng)運而生。

橫梁預(yù)制提升技術(shù) 主塔與中橫梁實現(xiàn)并行作業(yè)

2020年9月28日，隨著107噸的鋼主梁穩(wěn)穩(wěn)落在預(yù)定位置，由貴州省公路工程集團有限公司承建的峰林大橋順利合龍?！懊鎸π鹿诜窝滓咔?、長江流域洪水暴發(fā)等多重不利因素影響，仍保證了大橋的如期合龍，這離不開項目前期的科技攻關(guān)?！辟F州省公路工程集團有限公司興義環(huán)高項目公司總經(jīng)理戴德江表示，橫梁預(yù)制提升技術(shù)便是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是國內(nèi)首創(chuàng)。

橫梁預(yù)制提升技術(shù)是以下橫梁作為預(yù)制平臺進行中橫梁預(yù)制，待混凝土強度達到要求后，再提升安裝。峰林大橋的3#、4#主塔分別各設(shè)有上、中、下3道橫系梁，其中，中橫梁采用了預(yù)制吊裝工藝。

橫梁預(yù)制裝配化技術(shù)的主要創(chuàng)新點

● 解決了橫梁預(yù)制裝配接縫構(gòu)造設(shè)計優(yōu)化與預(yù)應(yīng)力設(shè)計優(yōu)化問題，提出了預(yù)制裝配齒槽豎縫連接節(jié)點的局部損傷演化和力學(xué)性能退化模型，發(fā)展了玄武巖纖維摻合混凝土的具體工程應(yīng)用并完善了應(yīng)用指標(biāo)。

● 從整體上解決了索塔橫梁預(yù)制提升時的索塔結(jié)構(gòu)安全性控制、預(yù)制段結(jié)構(gòu)安全性控制、提升支架動力穩(wěn)定控制、主動橫向支撐桁架優(yōu)化設(shè)計問題等超大噸位混凝土橫梁高空整體提升施工關(guān)鍵技術(shù)問題。

● 解決了利用故障樹和層次分析法進行主要施工風(fēng)險問題的觸發(fā)因素及前饋控制及反饋處置協(xié)調(diào)管理策略技術(shù)，制訂并完善了橫梁整體提升施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)程序及其質(zhì)量檢查控制標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)管理控制標(biāo)準(zhǔn)流程，以及異常情況處理機制等關(guān)鍵管理流程，研發(fā)了國內(nèi)先進水平的基于多終端信息交互機制的索塔混凝土橫梁預(yù)制裝配化施工管理云平臺。

建設(shè)中的峰林大橋

主塔中橫梁抵達預(yù)定位置（4#塔）

“預(yù)制吊裝工藝共分為預(yù)制和提升兩大施工階段，搭建提升平臺的工序最為重要。”貴州省公路工程集團有限公司興義環(huán)高項目公司總工劉政介紹道，當(dāng)塔柱澆筑超過中橫梁頂2個節(jié)段后，即可搭建提升平臺，平臺下側(cè)采用牛腿支撐。搭建過程中，牛腿與預(yù)埋件需先使用鋼板墊平連接處，再滿焊連接，此后，再在牛腿間以工字鋼連接。為了實現(xiàn)平穩(wěn)提升，牛腿上方需放置一根提升橫梁，并在兩個塔柱提升平臺的提升橫梁上，各布置4個提升千斤頂，作為吊裝平臺。

整個吊裝過程中，牛腿將承擔(dān)下橫梁產(chǎn)生的1470噸重力，其施工安裝的品質(zhì)，成為吊裝成敗的關(guān)鍵，也是現(xiàn)場技術(shù)人員必須闖過的一道難關(guān)。經(jīng)過數(shù)十次的論證和實踐，2020年7月，4#主塔的中橫梁節(jié)段預(yù)制提升技術(shù)成功實施。

“這次吊裝一定能成功?！眲⒄V定地說，為避免提升不均衡，確保提升誤差控制在5厘米以內(nèi)，大橋建設(shè)者將提升過程細分為128個行程，主要利用放置在左右兩座主塔提升平臺上的8臺液壓連續(xù)千斤頂，將已在下橫梁上預(yù)制完成的中橫梁向上提升，平均每個行程提升27厘米，共計提升34.56米。隨著吊裝完成，歷時22天的4#主塔中橫梁預(yù)制提升工程宣告成功，這也成為貴州省公路工程集團有限公司建設(shè)者積極探索山區(qū)橋梁建設(shè)的又一項創(chuàng)新成就。

與傳統(tǒng)橫梁現(xiàn)澆工藝相比，在作業(yè)平臺澆筑時，采用中橫梁預(yù)制提升技術(shù)使懸索橋橫梁預(yù)制吊裝和塔柱可同步施工，能有效縮短工期，這無疑加速了項目建設(shè)步伐、縮短了建設(shè)工期。同時，裝配式橫梁在吊裝過程中主要依靠機械作業(yè)，具有人力投入少，高空作業(yè)時間短的突出優(yōu)勢。

貴州省公路工程集團有限公司的研究人員算了一筆賬，僅以峰林大橋為例，使用該項技術(shù)后，不僅取消了原設(shè)計的鋼管樁施工支架，而且節(jié)約成本10.8萬元，縮短工期23天，施工人員高空作業(yè)量減少18%，對提升山區(qū)橋梁建造創(chuàng)新能力具有重要意義。

主纜鋅鋁鎂防腐技術(shù) 使主纜防腐性能提升1.5倍以上

作為懸索橋結(jié)構(gòu)體系中的核心受力構(gòu)件，纜索的性能關(guān)系到大橋的結(jié)構(gòu)壽命和運營期間的使用安全。建設(shè)者們深知，要想建造一座“百年橋梁”，增強主纜的耐腐蝕性至關(guān)重要。

為解決鋅鍍層因孔隙率較高，而導(dǎo)致的耐蝕性較低問題，設(shè)計之初，峰林大橋建設(shè)者們就選用鋅鋁合金鍍層替代鋅鍍層。然而，在前期實驗中，他們發(fā)現(xiàn)雖然鋅鋁合金鍍層防腐性能有所提高，但在應(yīng)力下仍會出現(xiàn)微裂紋，耐應(yīng)力銹蝕和疲勞腐蝕仍不能滿足山區(qū)高潮濕易腐蝕環(huán)境的要求。面對新問題，經(jīng)過多番論證和實踐后，興義環(huán)高項目公司委托峰林大橋的主纜供應(yīng)商——浦江纜索科研團隊創(chuàng)新性地提出了主纜鋅鋁鎂防腐技術(shù)，即將鋅鋁鎂鍍層應(yīng)用于高強度鋼絲上，并應(yīng)用鋅鋁鎂鍍層鋼絲制作主纜索股。

主纜鋅鋁鎂防腐技術(shù)使主纜防腐性能提升1.5倍以上

正在合龍的峰林大橋

多次試驗結(jié)果顯示，與常規(guī)鋅鋁合金鍍層鋼絲相比，該項技術(shù)的防腐性能提升了1.5倍以上，而且有效降低了大橋?qū)χ骼|除濕系統(tǒng)的要求。一般情況下，大橋通車后，常規(guī)鋅鋁合金鍍層鋼絲主纜的內(nèi)部空氣濕度需控制在40%以內(nèi)，導(dǎo)致主纜除濕系統(tǒng)使用率高，電能消耗大。采用鋅鋁鎂合金鍍層鋼絲后，主纜內(nèi)部空氣濕度控制要求降低，主纜除濕系統(tǒng)使用率降低，從而降低了運營期間電能消耗。

此外，鋅鋁鎂合金鍍層還具有獨特的“自愈”能力?！瓣P(guān)鍵在鍍層！”科研人員表示，一旦鍍層破損，鎂被腐蝕后會形成富鎂的腐蝕產(chǎn)物，并遷移至鍍層破損部位，使鋅鋁鎂鍍層完成“自愈”，從而進一步提高耐腐蝕能力。

依托該項技術(shù)，浦江纜索科研團隊還革新了索股制作工藝和制錨工藝，增加了索股截面形狀的穩(wěn)定性，使鋼絲之間受力更均勻，進一步提高了主纜索股的使用壽命。

分岔隧道連拱段獨立雙洞法 節(jié)約建設(shè)成本166萬元

與峰林大橋相接的舊屋基隧道為一段小凈距隧道。該種結(jié)構(gòu)形式雖然彌補了雙連拱隧道不足，但仍需合理選取開挖順序、控制爆破作業(yè)，確保隧道開挖過程中圍巖的穩(wěn)定，減小兩隧道之間由于凈距較小引起的圍巖變形、爆破震動等不利因素的施工難點。如何有效解決小凈距隧道施工中的難題，國內(nèi)已開展了一定的研究工作，但迄今為止仍未形成系統(tǒng)的技術(shù)體系。

“圍繞安全、經(jīng)濟、環(huán)境與社會效益等設(shè)計理念，我們開展了一系列施工技術(shù)革新?！眲⒄硎荆麄冏罱K提出了高速公路分岔隧道連拱段獨立雙洞法修筑技術(shù)。該技術(shù)采用雙洞法施工，并應(yīng)用了洞身斷面內(nèi)小導(dǎo)洞先行、后斷面擴挖法、不開挖中導(dǎo)洞的新工藝，可有效節(jié)約工期和成本，也豐富了我國高速公路小凈距隧道設(shè)計施工水平，解決了分岔式超小凈距隧道設(shè)計和施工技術(shù)難題。該技術(shù)已在舊屋基隧道實施。

與傳統(tǒng)連拱隧道施工方法和獨立雙洞法施工相比，該套技術(shù)已為舊屋基隧道節(jié)約建設(shè)成本166萬元，節(jié)約工期46天。

智慧照明技術(shù) 有效解決常規(guī)照明系統(tǒng)的諸多痛點

貴州高原山地居多，素有“八山一水一分田”之說，是全國唯一沒有平原支撐的省份。在這里，高橋隧比已成為高速公路建設(shè)的一大特點。興義環(huán)城高速公路也不例外，24座隧道群成為全線的主要組成部分，這對隧道的照明質(zhì)量提出了更高要求，如何減少隧道和外界的照度差異，消除“黑白洞”的安全行車隱患，成為重大考驗。

“為解決上述問題，我們提出了基于光感條件下的隧道智慧照明管控技術(shù)，該技術(shù)以稀土發(fā)光功能材料為核心技術(shù)，同步完成智能管控下的技術(shù)應(yīng)用探索?！眲⒄榻B道，隧道的建設(shè)者們以豐都隧道為試點，已在隧道左洞全線及隧道右洞進出口區(qū)域采用了該技術(shù)。

現(xiàn)場各項檢測表明，該系統(tǒng)能有效解決常規(guī)照明系統(tǒng)存在的諸多痛點問題——大幅降低困擾已久的隧道“黑白洞”痛點效應(yīng)，消除駕駛危險因素；消除隧道“眩光”現(xiàn)象；解決因事故發(fā)生，導(dǎo)致徹底斷電、煙霧條件下應(yīng)急照明正常使用，避免發(fā)生二次事故。

豐都隧道效果圖

智慧照明系統(tǒng)各部分的主要研究

高性能稀土發(fā)光光感照明部分：形成了全新隧道照明形態(tài)下亮度與照度之間的安全行駛對比；研究了減緩“黑白洞”危險行車的數(shù)學(xué)模型與實際狀況下的安全行駛；測算了節(jié)能降耗與傳統(tǒng)隧道照明的差異，以及綜合能耗對比計算；研究了科學(xué)形態(tài)的提升及舒緩照明對隧道環(huán)境的影響。

地面導(dǎo)引系統(tǒng)部分：評估了光伏體系的高速公路地面導(dǎo)引燈光效果、不間斷稀土發(fā)光導(dǎo)引燈的應(yīng)用效果。

大橋合龍 央視等多媒體報道齊上線

中國山區(qū)第一座大跨徑鋼混疊合梁懸索橋——峰林大橋，因多項科技創(chuàng)新點，從開工建設(shè)到大橋合龍，一直備受中央媒體及省部級媒體關(guān)注。其中，峰林大橋4#主塔1470噸中橫梁成功吊裝，被中國新聞網(wǎng)、新華社貴州頻道、人民網(wǎng)貴州頻道、中新社學(xué)習(xí)強國號等主流媒體高度關(guān)注，刊發(fā)稿件上百篇。2020年9月28日，隨著峰林大橋正式合龍，媒體的關(guān)注強度和關(guān)注熱度更是迎來了高峰——人民網(wǎng)、新華網(wǎng)、中國新聞網(wǎng)相繼以“峰林大橋正式合龍”為主題給予報道，9月30日，央視《朝聞天下》播放了時長27秒的視頻報道。

央視《朝聞天下》報道截圖