公规院：创新是桥梁设计的灵魂

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昂首山巅，穷目眺，潇湘何处？指苍天，傲然长啸，情怀依旧。

 创新是桥梁设计的灵魂

北盘江大桥合龙之际再看公规院团队之设计创新

2016年9月10日，历经四年建设、连接云贵两省的杭瑞高速都格北盘江大桥在这天正式合龙。

当天，数百民众自发从四面八方赶来见证祖祖辈辈期盼已久的盛事。人群中，一位中年人背着一位年近百岁的老婆婆尤为显眼。满脸喜色的婆婆告诉我们，虽然他们的村庄与云南仅一河之隔，但由于交通不便，活了近百岁还从未去过云南，所以今天无论如何也要亲眼来看一看这座世界第一高桥。
看到这一幕，我们的大桥设计者们心中倏然被触动，纵然几年前的方案设计再怎么煎熬，纵然四年的施工配合应对了多少突发状况，我们桥梁设计师坚守的职业精神，为祖国为人民奉献才华的那份义不容辞、为图纸为方案呕心沥血的一个个不眠之夜都有了托付，有了回报。
昂首山巅，穷目眺，潇湘何处？指苍天，傲然长啸，情怀依旧。

安全环保摆第一  挑战自我不言退

众所周知，贵州向来有“地无三尺平”的说法。这里深沟峡谷，山高谷深。
因此，贵州桥梁的数量达到17000多座，几乎包揽了当今世界上的全部桥型，堪称世界“桥梁博物馆”。
2009年，中交公路规划设计院有限公司（以下简称公规院）的设计团队初接北盘江大桥的设计任务。这支团队此前设计完成的贵州坝陵河大桥当年底即将建成通车。
在勘察现场时，从塔基安全性和方便施工的角度，设计团队确定了北盘江大桥的跨径应该在670米以上。这一数字已超出了梁式桥、拱桥、混凝土斜拉桥的适用跨径范围，同时综合考虑桥位处的地形条件、施工可实施性等因素，适合本桥建设条件的方案只能在钢桁架梁斜拉桥、钢桁架梁悬索桥（坝陵河大桥的桥型）两个方案中进行比选。

贵州坝陵河大桥

类似的地形条件遇到相同的设计团队。
就在所有人都以为，这一次这个团队肯定会照搬坝陵河悬索桥的成熟设计方案和完整建设经验时，公规院人用他们不断挑战自我的职业精神，和源源不竭的设计思路给了业界一次不小的震动：创新推出了山区特大跨径钢桁梁斜拉桥方案。
这个方案可以说一经提出，就险些冒了天下之大不韪：西部地区高速公路的跨越深山峡谷的大跨径桥梁基本都选择了悬索桥方案，如贵州坝陵河大桥、湖北四渡河大桥和湖南矮寨大桥，设计队伍已经积累了丰富的设计、施工经验。如今弃之不用，很多人都想不通。
面对质疑，团队的想法很简单：照搬很容易，创新才更煎熬，但创新是职业工程师难以割舍的天性，是公规院人代代相传的专业素养，是一种永不停息的追求。我们就是要不断创新、挑战自我，为世人奉献一座全新的精品大桥。

公规院这次派出的是一支强大桥梁设计阵容：西堠门大桥总设计师宋晖、坝陵河大桥总设计师彭运动、坝陵河大桥设计师刘波、高级工程师侯满、曲春升和门永斌等人，每个人均具有多座大桥的设计经验。这一次，他们为自己的方案拿出了抽丝剥茧、丝丝入扣的分析论证——

其一，北盘江大桥两岸均为高达500m的高陡边坡，两岸岸边均为悬崖峭壁，且分布了一些溶蚀裂隙带，悬索桥型的锚碇的大开挖对边坡稳定和安全影响较大，大开挖的弃渣将严重影响生态环境。
其二，桥址区基岩地层为可溶性的碳酸盐岩地层，地下水活动频繁，形成竖直发育的岩溶洞穴，对桥梁地基基础的安全形成严峻考验，很难找到适合悬索桥的锚碇布置位置。  
其三，对于主跨跨径为500～800m的山区大跨径桥梁，钢桁梁斜拉桥在经济性上比悬索桥具有很强的竞争优势，对环境影响小，无疑是一个既经济又环保的最佳方案。
经过多轮技术、经济比选论证，北盘江大桥采用主跨720m钢桁梁斜拉桥方案可谓万事具备，只欠东风——一个最合理的施工方案。

施工方案千锤百炼  终还世人一声惊叹

在山区修建钢桁梁斜拉桥，最大的建设难点是如何选择合理的施工方案。
北盘江大桥桥位地势险要，两岸索塔座落于悬崖边，中跨桥面距离峡谷底最大565米，边跨桥面距离地面约100米，并且由于地形的限制，边中跨比仅为0.36，主梁的架设成为本项目的最大难点。
如果采用常规的对称悬臂拼装方案，一是由于地形急剧变化缺少喂梁平台，二是工期难以保证。同时又有四个作业面，用于悬索桥施工的缆索吊方案也难以派上用场；本桥边跨桥面距地面高度也达到了100米，如果边跨采用支架拼装，每延米近20吨的主桁自重无疑加大了高支架的风险。如采用常规的边跨落地支架中跨缆索吊机的施工方式，至少需要投入约1.5万吨支架，施工成本巨大，支架施工安全风险及施工费用又将会大大提高。
一时间，项目陷入僵局，斜拉桥方案迟迟无法落地。关键时刻，公规院设计团队的负责人彭运动、刘波，技术骨干侯满、曲春升等人迎难而上。他们经过查阅大量资料，悉心比选、潜心钻研，一次次挑战自我、否定自我，直至对国内外桥梁的施工方法有了焕然一新的认识，终做到了战胜自我！

本桥位于V形峡谷地形，贵州岸主桥直接接桥台，云南岸引桥高度也很低。设计组敏锐地抓住了这个细节，创新性提出在边跨增设一个辅助墩、边跨采用顶堆的施工方案：边跨钢桁梁顶推与索塔同步施工，边跨钢梁就位后，主跨采用桥面吊机进行拼装。
这一施工方案既可以大大降低山区高支架施工风险，又能将施工工期比悬索桥方案缩短半年，更重要的是对桥下水域无污染，不会破坏岸坡稳定，真正做到绿色工程、环保工程，这种施工方法在斜拉桥施工中属首次应用，参建各方及专家终于被设计组细致巧妙的方案征服，最终一致同意选用钢桁梁斜拉桥方案。
设计负责人彭运动说，虽然每一次的设计过程都异常艰辛，每个新的技术方案得到认可都要经过反反复复的计算和说服，但最终守得云开见月明的时候，那种巨大的幸福感和满足感是对每一位桥梁工程师的最高褒奖。
分项负责人侯满说，创新是我们设计人员的灵魂，是专业深化的根本动力。事实上，每一座桥梁的设计，无论其跨径大小，都有可挖掘的创新点。创新不会凭空而来，只有善于观察，见微知著才能迸发出创新的火花；只有勤于思考，不放过任何一个细节才能激荡出创新的源泉。
是的，正是因为有了这样一个优秀的团队，我们的设计才不会固步自封，我们的设计才会让世界为之称奇。

问渠那得清如许 为有源头活水来

做事勤勉认真、追求尽善尽美，这是业内对公规院这个桥梁设计团队的评价。每完成一个项目，几乎必有技术创新点，高端的平台、严谨的作风、不尽的创新，只要是公规院出品，必属精品。
先有坝陵河大桥，再有清水河大桥，如今是北盘江大桥，公规院的工程师们脑海中勾勒的一座座大桥，源源不断地以完美姿态呈现给世人，并树立整个桥梁建设领域的新里程碑。面对后来者类似的桥梁，设计负责人之一刘波笑笑说，成功的经验不应吝于分享，只要创新的源泉不竭，创新的动力不止，我们就不怕被模仿。正可谓，问渠那得清如许，为有源头活水来。创新成就了北盘江大桥，北盘江大桥也用三组数字给自己打上了时代的最强烙印。
565米：北盘江大桥桥面到谷底垂直高度达565米，相当于200层楼的高度，桥塔顶部距离谷底740米，超越之前世界第一高桥四渡河特大桥的560米，成为目前世界绝对的第一高桥。此前通车的高桥中，贵州清水河大桥，桥面距离谷底406m；贵州坝凌河大桥，桥面距离谷底370m；法国米约大桥，桥面与地面最底处垂直距离270米。
500MPa：2012年初为落实国务院关于节能减排的工作部署，住房和城乡建设部、工业和信息化部联合出台《关于加快应用高强钢筋的指导意见》，要求在建筑工程中加速淘汰335MPa级钢筋，优先使用400MPa级钢筋，积极推广500MPa级钢筋。我国混凝土结构工程目前普遍应用的钢筋强度为300～400MPa，比发达国家低1～2个等级。北盘江大桥设计团队结合以前承担的国际桥梁成熟经验，2009年率先在国内桥梁设计中采用了500MPa级的高强抗震钢筋，总用量约1.26万吨，钢筋直接成本节约10%左右，简化了钢筋现场绑扎，方便了施工。在北盘江大桥之后，贵州科技厅发函要求今后高速公路建设采用高强抗震钢筋作为强制性要求。
720米：北盘江大桥2012年设计完成开始施工，实施方案为主跨720m的钢桁梁斜拉桥，超越了主跨708m的上海闵浦大桥，成为了当时世界第一大跨度钢桁梁斜拉桥。2013年主跨800m的鸭池河大桥（钢桁混合梁斜拉桥）开工后，北盘江大桥退居次席，但仍为世界第一大跨度全钢结构的钢桁梁斜拉桥。

身在贵州这个“桥梁博物馆”，当地老百姓对桥梁拥有特殊的感情，尤其贵州苗族地区，每年农历二月初二“龙抬头”这天，都是当地的“祭桥节”，以此来祈愿风调雨顺、五谷丰登。我们也祈愿北盘江大桥在年底实现顺利通车，天堑变通途，早日造福当地老百姓，助力云贵两岸经济腾飞。

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