【视频】世界十大高桥之一 火箭抛索架桥

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【视频】世界十大高桥之一 火箭抛索架桥

四渡河特大桥地处湖北宜昌与恩施交界处,位于湖北巴东县野三关镇四渡河,是沪渝高速公路控制性桥梁工程,坐落于鄂西武陵崇山峻岭中,是目前中国在深山峡谷里修建的全球最长悬索桥

大桥全长1365米,由长1105米的大桥和长228.9米的路基组成,宜昌岸为隧道锚,恩施岸为重力锚。大桥主跨为900米,桥面宽24.5米;大桥恩施岸索塔高118.2米,宜昌岸索塔高113.6米,塔顶至峡谷谷底高差达650米,桥面距谷底560米,相当于200层楼高,是目前国内在深山峡谷里修建的全球最长悬索桥,同时也是世界首座跨度达900米以上的山区特大悬索桥。比法国米约大桥以及美国科罗拉多州皇家峡谷大桥分别高307米和290米。

2016年9月10日,云贵北盘江大桥合龙,被誉为世界第一高桥。但随着在2016年12月29日位于云南省和贵州省交界处的"北盘江大桥"的通车,四渡河大桥的"世界第一大桥“这一称号也被其取代。

一根输液管引发的灵感

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几年前,沪渝高速宜昌至恩施段四渡河大桥工程项目开标前,时任公司副总经理兼项目经理的王崇旭和同行专家来到四渡河特大桥桥址处实地查看现场。桥址处于鄂西山区,大桥横跨一个“V”型峡谷,桥面至谷底落差达560米,两岸坡度均在70—90度之间。施工环境十分恶劣,尤其是罕见的先导索牵引难题挡在十数位桥梁专家面前。

为了解决这一难题,专家们曾设想了多种办法,但最后均被一一否决:由于山高、坡陡、林密,传统的人工拖送办法,距离太长,先导索太重,稍有不慎就会造成人员伤亡事故;直升机或热气球拖送,山谷中风速变化快,气候条件复杂,加上施工地点位于群山之中,又没有直升机升降平台,容易造成机毁人亡,且费用高昂。

就在所有专家都无计可施之时,王崇旭病了。躺在病床上,王崇旭常常看着输液管里静静滴落的药水发呆。一天,王崇旭顺着输液管看,由输液管想到了大海捕鲸时的情形。捕鲸时,人们先是将梭镖投掷过去,然后拉着梭镖后面的绳子将鲸拉上海滩,何不仿照这个办法用大炮将先导索打过峡谷呢?

王崇旭立即打电话给有关专家,专家们的回答大失所望,射程不足,而且还不能带绳子。此时,他又想到了反坦克导弹发射后拽有控制导线。于是,他迅速找来《军事知识》,广泛细致地查阅和研究。刹那间,“能不能通过火箭弹后面拽引一根绳子发射到对岸?”的大胆想法冒了出来。王崇旭几经周折,找到了这方面的专家,双方由此开始了长达2年多的对这一奇思妙想的技术论证和研究,最后对这个方案正式命名为“火箭抛引系统”。

肖向荣说,在后来兄弟单位负责的湖南矮寨大桥建设中,火箭抛送技术再一次建功。

火箭抛索架“天桥”

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在四渡河大桥下部构造整个施工期间,大桥项目部和军方技术人员对悬索桥先导索的关键技术不断进行独创性研究,先导索火箭抛送技术逐步成型和完善。

    

据了解,在对相关爆破器火箭发动机和一款扫雷火箭发动机抛射动力的理论计算和野外发射实验后,最后一款扫雷火箭原型被选定作为先导索火箭抛送的动力源,并对相关部件进行了改进。

    

项目组进行了多次摸底实验和弹道理论计算后表明:改进后的火箭抛绳系统能将直径达14毫米的先导绳抛送到1000米以外,火箭的弹着落点偏差在40米左右。

    

2005年10月,改进后的火箭抛绳系统在南京汤山某军用靶场成功发射。

    

王崇旭介绍,当时,来自部队和桥梁建设领域的9名国内权威专家,对这项施工技术给予高度评价,认为运用火箭发动机抛送软质高强工作绳方案构思巧妙、独特新颖,开创了国内乃至世界建桥史上的先河,不仅成功解决了四渡河大跨度悬索桥先导索过深切峡谷的技术难题,且技术成熟可行、操作使用方便、作业速度快,作业成本低安全可靠,在各类民用设施建设中具有很大的推广价值。

    

总参南京科技创新工作站负责此次火箭抛绳发射,工作人员已携带相关设备进驻工地。

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火箭发射点设在四渡河特大桥恩施岸边项目部办公区前的一个篮球场上,从9日上午9时开始,向对岸先后发射两枚火箭。每枚火箭准备了1200米长的工作索,这种高强软质工作绳直径虽仅14毫米,但抗拉强度不小于2000公斤。

    

火箭全套器材由火箭发动机、工作索、发射架、固定桩等部分组成。火箭发动机是抛送系统的动力源,由弹头、燃烧室、发射药柱、弹尾、喷管和连接件等组成,整个起飞重量36-37公斤。

    

据介绍,火箭发射具体流程为:瞄准并固定发射架,将火箭发动机安装在发射架上,通过牵引钢丝绳将火箭发动机与工作索一端连接,工作索另一端与固定桩相连;点火,火箭起飞,进入主弹道飞行;钢丝绳将工作索拖起,发动机工作结束后,火箭发动机带着工作索进入惯性飞行,火箭弹弹体带着绳索落入预定目标区。整个过程约3秒钟。

更令人感到兴奋的是,“火箭抛引系统”凭借其在国内外首次实现了将火箭技术引入到悬索桥先导索施工上的独特的技术,一举斩获业内“詹天佑奖”。

星光璀璨:位居多个第一

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很多杂志和网络文章中,会看到不少全球最惊险刺激的大桥排名之类,四渡河总是排在前列,而且中国唯此一家上榜。其实拥有国内外“第一高悬索桥”之美誉的四渡河大桥,从诞生之际就已受到多方关注与仰望。在建设过程中,大桥的主要建设者们用他们的用智慧和胆识向世界证明了中国桥梁技术不容小觎,并书写了诸多个“第一”历史。

例如,桥面设2.41% 单向坡居悬索桥世界第一;

大桥钢桁架加劲梁为华伦式,上、下弦杆采用闭口箱型结构形式,节点为整体连接,为国内首例;

锚碇预应力锚固系统采用全喷涂环氧钢绞线带PE 单根可换式为国内首例;

锚碇预应力锚固系统采用的专用锚具37 孔为国内首例;

加劲梁吊装采用900 米跨径缆索吊,为目前国内最大;

隧道锚拉拔模型试验为国内目前试验内容最为完整和试验规模最大;

在山区复杂地形中,为随时测定深切峡谷风的特性,第一次设立联网风观测塔;

国际首创选用火箭抛绳系统进行先导索过深切峡谷等。

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天崁变通途

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这座桥,是恩施大山里人的通道和舟楫,是缝合大地沟壑的纽带,也是一个时代脉络的印记。这座桥,让长年生活在平静闭塞的山村,祖祖辈辈在崇山峻岭间跋涉的山里人感受到了山外的大世界。“一桥飞架南北,天堑变通途”,车子在桥上穿梭来往,河流在桥下奔腾不息。

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在崇山峻岭、深山险壑之中,勤劳智慧恩施人民在用自己的双手实现多年的梦想的同时,也在大山人的心里建造了一座桥。这座桥,是自力更生、奋发图强的桥,是艰苦奋斗、超凡越圣的桥。他们用创新和坚强铸就了中国建桥史上的辉煌,谱写了一部“美丽的神话”,如今,这里已经不再是影响大山里的人们与外界往来的障碍,而是恩施大山里一道最亮丽的风景线,是恩施人民引以为骄傲和自豪的美景!

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四渡河特大桥施工动画

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