超常规隧道锚：好吧，让智慧与复杂地形共舞
坝陵河大桥为单跨简支钢桁梁悬索桥，整个桥梁是一个复杂的系统工程，主要由以下四大关键结构组成：一是支撑主缆的两个主塔；二是托起桥梁的两根主缆；三是拉住两根主缆的两个锚碇；四是托起桥梁结构的钢桁梁。
大桥一共两根主缆，每根主缆分边跨和中跨，因为受力点不对称，所以边跨和中跨的主缆直径不一样，中跨每根主缆由208根钢丝索股组成，因为边跨受力不平衡，所以给边跨增加了八根索股，为216根钢丝索股。每根主缆由91根高强度钢丝组成，全桥主缆共需12000吨的高强度钢，每根主缆承受27000吨的荷载。1088米的大跨径悬索桥的主缆所用的高强度钢丝，加起来的总长度大概是65000多千米，编制主缆的单根钢丝直径为5.2毫米。
这就需要在河的两岸各建一个支撑缆索的主塔，还需要在主塔的后方各建两个拉住悬索的大型锚碇。坝陵河大桥东岸的引桥长，地势相对平缓，他们因地制宜地在山坡后方布置了重力式混凝土锚碇。而西岸山势陡峭，桥梁和隧道相连，便因山就势布设隧道锚。
隧道锚对大桥建设者来说，不仅是一个全新的工艺，而且是一个十分重要的核心工程，一个事关桥梁安全的关键性工程。
在修建坝陵河大桥隧道锚之前，我国在桥梁建设中还没有修过这种大型的隧道锚，只建过诸如岩锚等小型的隧道锚，其荷载都非常小。而坝陵河大桥是一座超千米跨径的桥梁，不仅荷载量大，而且在桥的西头上方还要修建公路隧道，属于隧道群，而隧道之间的施工和受力会相互影响。另外，如此大尺寸隧道锚，又是在岩溶地质的山区中修建，无论对于设计者，还是施工建设方，他们都是第一次遇到。
在一无经验、二无先例的情况下，修建隧道锚对于彭运动率领的团队来说，无疑是一个巨大的挑战。
在修建隧道锚之前，他们需要把建设隧道锚所在地的地质情况勘查清楚，看是否适合建设隧道锚并保证施工的便捷性及安全性，以及考虑岩溶对隧道锚开挖的影响。
与此同时，坝陵河大桥的钢桁梁悬索桥跨径大，悬索桥的主缆荷载巨大，导致隧道锚的尺寸非同一般。超大的空间，相当于一个单车隧道，需要设计者、建设者对隧道锚的结构、施工和安全都必须有一个细致周全的考虑。
为慎重起见，彭运动带领项目部人员，在隧道锚建设之前，专门在原位做了三组小比例的隧道锚原位缩尺模型试验，有针对性地进行张拉模拟测试，然后根据张拉的数据结果，同时对结构进行数字仿真计算分析以
此方式，他们得出了隧道锚结构的受力安全度科学数据，获得了各项安全的指标。隧道锚原位缩尺模型试验，使他们在实验中积累了经验，为山区悬索桥的隧道锚建设探索了可靠路子。
在关索岭的半山腰上，不仅要挖掘两个公路隧道，还要挖掘两个隧道锚。根据设计，隧道锚的掌子面需错开20米开挖。不曾想，在挖掘的过程中，当左洞挖至40米的深度时，岩层出现破碎。
贵州地质复杂，山体表层看似符合建设隧道锚的标准，可是在开挖过程中却常出意外。如此一来，不仅无法满足错开20米的要求，还存在安全隐患。
彭运动得知消息后，当即叫停，立即组织相关专家讨论会商。经过一番讨论，他们采取停止右洞掘进，改为左洞单独施工，使用注浆加固和锚杆支护的积极办法，并及时跟进做好隧洞的衬砌。待左洞完工后，再进行右洞掘进。
通过这个办法，岩层破碎不安全的问题得到有效解决，一个隐藏在山体里的锚碇就这样建成了。
坝陵河大桥东岸的晒甲山地势较缓，可将锚碇建在主塔的后方，借助东岸的地势，东岸锚碇采用重力式框架锚碇。重力式锚碇由锚块、前墩基础、前锚室、前支墩组成，总体结构尺寸为71米长、45.5米宽、71米高，混凝土用量约8.28万方。东锚碇锚块及基础采用分层分块浇注，共分4块33层。单层混凝土采用大体积混凝土施工工艺，即采取掺粉煤灰，设置冷却水管等措施降低水化热温度，避免混凝土因温度高、应力过大而产生裂纹。
前锚室及前支墩采用钢管支架分段现浇，一个一半隐藏在地里、一半露在外面的三角形锚碇就这样建成了。
东锚碇为外露式，为框架结构，其造型就像过去大户人家的大门两边置放的石狮子一般，彰显着威严、神圣和不可冒犯；又像唐代黄河渡口大桥两头设计的大铁牛，拽着主缆，给人以超强的力度感。
静态的三角形结构与抛物线的主缆构成了一个和谐的空间结构组合，力量美与凝固美在此展现无余。
坝陵河大桥的西锚碇完全是另外一副模样，巨大的锚体完全藏在山体里，一股股钢缆绳汇聚到宽大的隧道里，汇聚于坚固无比的一面混凝土墙上。
千钧负重汇聚于此，所有的力量又从这里延伸到桥上。两根缆索就能拉起一座桥梁，这是山神才有的魔幻力量，这是“路桥人”的智慧造就的人间奇观。
架设钢桁梁：看，这就是“脑洞”大开的成果
坝陵河大桥的桥面距离水面370米，钢桁梁在工厂加工后只能以散件的方式运输到坝陵河施工现场，然后再进行重新组装。
钢桁加劲梁体积太大了，组合又十分复杂，由许多工序和辅助设施构成，安装、吊运十分困难，再加上坝陵河又地处峡谷，地势陡峭，没有大型的平坦组装场地，他们只得把钢桁梁散件吊到修好的引桥上进行组装。
可是，钢桁梁是坝陵河大桥建设过程中体积最大的部件，一块完整的钢桁梁，宽有20多米，高有近10米，重达近70吨，把如此庞大的钢桁梁吊到高约200多米的桥面上，传统的吊装机显然无法完成这一使命。
当时国内没有厂家能够生产如此庞大的吊装机，国内相关单位也没有引进这样的大型设备。如何创新吊装工艺成为摆在彭运动等人面前的一大难题。
解决的办法只有一个，即走出国门，向先进发达的国家学习借鉴新工艺、新技术。
当时，世界桥梁界流传着这样一句口头禅：“世界桥梁建设60年代看美国，70至80年代看欧洲，90年代看日本。”
2005年8月的一天，彭运动带领相关技术人员东渡日本学习参观。他们来到一家桥梁公司的博物馆。在这里，他们不仅看到了很多先进的桥梁设备，而且看到了先进的桥面吊装机图形和介绍。
可是人家对先进设备和技术管控严格，只许参观，不许拍照和记录，更不可能告知设计原理和核心参数，并婉转地拒绝了他们提出的关键技术指导和交易设备的请求。
彭运动他们仔细观看吊机图片和样品的时候，就在思考如何获取第一手有用的资料，见状，大家一时犯了难，仅凭脑子记是不够的，必须找到一个更好的办法。
正巧在他们即将参观结束时，博物馆里有桥梁杂志出售。幸运的是，一本杂志里正好有一篇关于吊装机设计的论文！
于是，他们当场买下了几本桥梁杂志。回国后，大家通过参观桥面吊装机留下的记忆，结合杂志上的论文，画出了桥面吊装机的草图。
经彭运动等专家和技术人员的共同攻关，最终画出了桥面吊装机的图纸，交给国内厂家加工生产。经过反反复复的试验修改，一个先进的“全回转桥面吊机悬臂拼装机”在众人的期待中诞生。
桥面吊机的复杂在于它有许多工序和辅助设施。钢桁梁从厂家运到工地时是单根杆件(在厂家完成立体试拼装后，拆散装车运输)。架设前，先把单根杆件拼装成平面桁架结构，简称“桁片”。再利用运梁小车将“桁片”运至桥面吊机跟前，交给桥面吊机进行架设。待“桁片”形成立体框架结构后，再利用钢桁梁提升装置，将架设的钢桁梁与永久吊索连接。
桥面吊机自身也是一个比较复杂的架桥设备。吊装机重达137.5吨，最大吊重70吨，吊距22米。因为是高空作业，吊机上设置了测风速和报警系统，拥有三重安全保障措施，以防失稳，或前翻，或后仰，或侧倾。
特大桥钢桁梁架设的安全保障最为重要，为此，他们首先设置了由力矩限制器及风速仪组成的安全监控系统；再是由各极限位移组成的保障措施一一棘轮停止器；最后是移动轨道上的防滑销栓。
吊机与桥面吊机配套的设施有：运梁台车、移动防护平台、钢桁梁提升装置、C型吊具、L型吊具。
利用桥面吊机架设钢桁梁的工艺是：先架设纵向左右两个架设段的“桁片”，再架设横向“桁片”和上下平联。架设段形成立体空间结构后，利用提升装置将架设段与吊索连接，架设中央侧钢桥面板。最后钢桁梁合龙后，桥面吊机后退再架设两侧钢桥面板。
在摸索实践中，设计人员与设计单位、监理单位反复进行技术难点攻关，他们最后决定采用桥面吊机有絞逐次固结法架设，使节段安装速度大大提高，创下了当年世界最快的安装速度。
桥面吊机架设钢桁梁，是彭运动率领的团队与施工单位在国内的首次运用，也是首次应用于山区大跨径悬索桥的架设。在此之前，国内无成功的架设经验可以借鉴，桥面吊机是他们在坝陵河大桥建设中的又一创新和突破，成功解决了在山区桥梁建设中对于跨径的限制，并逐步在贵州毕都高速公路北盘江大桥等项目建设中推广使用。
降风神器与交旅融合：创造的火花，风越大越灿烂
坝陵河大桥建在晒甲山和关索岭两座大山之间，大桥全长达到2237米，桥面至水面垂直高度达370米，相当于140层楼高。山谷悠长而开阔，大风、桥长、桥高和车流极易形成涡旋。
涡旋对于一座大桥来说是致命的危害，美国的塔科马海峡大桥就是前车之鉴。塔科马海峡大桥是一座悬索桥，位于美国华盛顿州塔科马，1940年7月举行盛大的通车仪式，同年的11月7日，遭遇大风，从而引发涡旋，桥面随即发生了剧烈的扭曲震动，桥面扭曲倾斜到45度左右，吊杆逐根被拉断导致桥面钢梁折断而塌毁，最终坠落于峡谷之中。
前车之鉴，后事之师。如何解决大风和车流对坝陵河大桥造成的影响，是项目组必须解决的难题。
经过反复试验，他们终于设计出了世界上独一无二的气动翼板。气动翼板由骨架和蒙皮组成，安装在钢桁梁下检查道一旁的侧支柱上，其蒙皮采用PPS(聚苯硫酷)特种工程塑料，不仅重量轻，减轻了大桥的负荷，而且成本适中，并较好地解决了电化学腐蚀问题，理论使用寿命可达50年。
从外形上看，气动翼板的形状有点像飞机翅翼上的减速板，中间厚、两边稍薄，呈流线型。气动翼板从桥东头一直装到桥西头，无论风从南面吹来，还是从北面吹来，气动翼板都能够神奇地将大风对桥梁造成的影响和破坏化为乌有。
涡旋对于大桥的破坏时常存在，而坝陵河大桥从竣工到现在有十余年了，因为有气动翼板发挥作用，大桥从来没有发生涡旋、不规则颤动等现象。
气动翼板成为坝陵河大桥抗风抗车震的守护神。
2009年5月18日，坝陵河峡谷吹来了醉人的春风，朵朵白云悠闲地在高原的上空飘荡，上涨了的坝陵河河水拍击河畔的声音如琴弦之声地在山谷中回响。坝陵河大桥建设工地彩旗飘飘，随着大桥最后一块桥面吊装到位、最后一颗螺栓拧紧，随着吊臂的缓缓收起，大桥实现了精准合龙，坝陵河斜拉桥提前23天进入最后的通车阶段。
坝陵河大桥一头是鸡公岭隧道，一头是关岭隧道。如此跨越河谷、穿山越岭，要比人们想象的还要神奇；如此巧夺天工的设计，犹如神来之笔，从此结束了沿古驿道靠脚板蹒跚行走的艰难，结束了滇黔公路上驾车千回百转的劳顿之苦。
这一年的国庆节前夕，贵州省交通运输厅和坝陵河大桥建设指挥部为雄伟壮观的坝陵河大桥举行了盛大的通车典礼，不仅省委、省政府领导来了，而且坝陵河两岸十里八乡的民众也自发赶到了典礼现场。布依族和苗族的男女老少，穿上节日盛装，在大桥两头欢歌载舞。熙熙攘攘的人流，沿着2237米长的桥面，从东头的鸡背山走到西头的关岭隧道口，这在过去需用半天的时间才能走完的路程，今天仿佛可以一步跨越。
这一跨便越过了晒甲山，穿过了坝陵河，抵达了关索岭。很多人觉得走一趟时间太快，还没有找到在空中行走的快感，意犹未尽，便从西头再走回东头。来回走的男女老少，他们的脸上无不洋溢着幸福的笑容，眼睛里充满了惊讶与好奇。他们从小到大，从来没有走过如此一马平川的大道，没有登过如此气势雄伟的天桥，而现在终于收获了踏上坦途带来的快感，眼里看到了发生变化了的美好山川。
他们抚栏四望，所感受的不仅是人间奇迹，而且对未来充满了无限的遐想。
无论是从晒甲山顶平视，还是从关索岭峰顶远望；无论是从空中鸟瞰，还是站在坝陵河的河心仰望，坝陵河大桥那高耸入云的橘红色桥体与青山绿水完美交融、浑然天成。从云雾中看过去，大桥就像一轮美丽的彩虹，让人惊叹，让人赞美。
坝陵河大桥的诞生，实现了“中国第一跨”“世界山地桥梁之最”的新跨越，它是贵州桥梁建设的新地标，展现了贵州人的勇敢、智慧、勇于超越的大气魄。如果说，与其相邻的黄果树瀑布是大自然的杰作，那么坝陵河大桥就是人类创造的奇迹！
在传统的建桥模式中，大桥建设竣工后，常常只是一座大桥独立存在，基本上没有任何附加功能。但坝陵河大桥建成竣工后，这种情况有了不同寻常的改变。在大桥前期的设计方案中，彭运动就为坝陵河大桥设计了一个桥头公园和一座桥梁博物馆，为大桥的未来规划了一系列的极限旅游项目。
随着时代的发展，随着国家文化旅游的深度开发，不少有识之士，大力提倡交旅融合。其实，早在十多年之前，坝陵河大桥的设计就把交旅融合理念做了周全的规划，交旅融合的成功实践使坝陵河大桥功能得到有效拓展，大桥在实现交通主体功能的同时，还实现了大桥与景观的融合。理念的创新，前瞻的设计使坝陵河大桥走在了时代的前头。这既是桥梁工程师的初心，也是桥梁设计者对业主单位的承诺。
他们修建的不仅是一座桥梁，还是一座桥景相宜的地标性的建筑。因此，桥梁博物馆也在大桥通车一年后正式竣工。桥梁博物馆为两层设计，造型别致，借用了很多其他桥梁的先进元素。博物馆里陈列的无不是大桥的核心部件以及施工建设的图片，包括创新成果。有核心部件如吊索、加劲梁、中央索夹、锚碇、主索鞍、气动翼板等的图片和实物，看了这些图片，再去参观大桥，就会对大桥建设有更深入的认识。
如今到坝陵河，不仅可以欣赏坝陵河峡谷的风景，还可以攀爬关索岭、晒甲山；不仅可以畅想三国历史文化，感受诸葛亮七擒孟获的故事场景，还可以走到坝陵河大桥下的观光平台和观光通道漫步，从高空俯瞰坝陵河峡谷美景，在坝陵河大桥体验蹦极运动。
坝陵河大桥的游览项目，既可以说是黄果树风景区景点的增量，也可以说是有别于黄果树的又一特设景点。坝陵河峡谷的秀丽风光与坝陵河大桥的雄伟壮丽，为著名的黄果树景区锦上添花，成为人们新的旅游观光之地。
坝陵河大桥竣工的第二年，就以其独特的设计、创新的技术、一流的质量，获得了“鲁班”奖。这是继江界河大桥之后，获得此奖的又一座贵州桥梁，由此拉开了贵州桥梁跻身世界名桥行列、冲击各类大奖的序幕。
（节选自《人间飞虹》）
来源：多彩贵州网
