世界第一高橋上有哪些黑科技?智能混凝土
2016-09-12
(原標(biāo)題:世界第一高橋上的高科技)
本報(bào)記者劉志強(qiáng)
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(lái),設(shè)計(jì)與承建單位在建造過(guò)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?、難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(guò)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“生脖,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(guò)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)打荊
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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(shuō),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)了微邪失?!保瑮U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。
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