中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
2025年8月22日凌晨，正在建設(shè)中的川青鐵路關(guān)鍵控制性工程——尖扎黃河特大橋發(fā)生重大施工事故，施工繩索斷裂導(dǎo)致嚴(yán)重人員傷亡。這一悲劇將世界最大跨度雙線鐵路連續(xù)鋼桁拱橋推上了風(fēng)口浪尖。該橋主跨達(dá)366米，總用鋼量約1.72萬噸，采用141米+366米+141米三跨連續(xù)鋼桁系桿拱橋設(shè)計(jì)，其技術(shù)難度和施工風(fēng)險(xiǎn)都達(dá)到了當(dāng)今橋梁工程的頂峰。借此事故讓我們從新審視一下超大跨徑鋼桁架拱橋這類超級(jí)工程的技術(shù)挑戰(zhàn)和安全管控。
一、世界分布與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
連續(xù)鋼桁架拱橋因其卓越的跨越能力和經(jīng)濟(jì)性，在全球交通基礎(chǔ)設(shè)施中占據(jù)重要地位。從全球分布來看，中國已成為該領(lǐng)域的技術(shù)引領(lǐng)者，已建和在建的項(xiàng)目包括主跨366米的尖扎黃河特大橋、336米的南京大勝關(guān)長江大橋（京滬高鐵關(guān)鍵工程）以及552米的重慶朝天門大橋（公軌兩用）等世界級(jí)工程。國外典型案例包括美國主跨504米的貝永橋、澳大利亞主跨503米的悉尼海港大橋等。
這類橋梁特別適合需要大跨跨越的鐵路干線，在中國"八縱八橫"高鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球主跨超過300米的鐵路鋼桁拱橋中，中國占60%以上，這充分體現(xiàn)了我國在該領(lǐng)域的技術(shù)積累和工程實(shí)踐能力。
二、結(jié)構(gòu)體系與受力特性分析
連續(xù)鋼桁架拱橋的核心力學(xué)特點(diǎn)是獨(dú)特的"拱梁結(jié)合"體系：首先，通過高強(qiáng)度系桿平衡拱腳產(chǎn)生的巨大水平推力，形成自平衡體系，大幅降低對(duì)地基的要求；其次，桁架式拱肋主要承受軸向壓力，材料利用率顯著高于實(shí)腹梁結(jié)構(gòu)；第三，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜，特別是在拱腳區(qū)域承受交變應(yīng)力，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。
以尖扎黃河特大橋?yàn)槔?，其桿件連接節(jié)點(diǎn)采用焊接與高強(qiáng)度螺栓組合連接，這種復(fù)雜的受力特性要求在設(shè)計(jì)階段就必須進(jìn)行精細(xì)的有限元分析和疲勞驗(yàn)算，同時(shí)在施工過程中需要實(shí)時(shí)監(jiān)測應(yīng)力變化。
三、施工工藝與技術(shù)挑戰(zhàn)
尖扎黃河特大橋采用的懸臂拼裝法是該類橋梁的主流施工工藝，但其技術(shù)難度和風(fēng)險(xiǎn)極高。具體施工流程包括：先在橋墩兩側(cè)安裝臨時(shí)支撐系統(tǒng)，然后使用大型吊裝設(shè)備對(duì)稱延伸鋼桁節(jié)段，最后在跨中進(jìn)行合龍作業(yè)。
施工過程中面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括：首先，懸臂施工期間結(jié)構(gòu)處于最不利受力狀態(tài)，全依賴臨時(shí)支撐系統(tǒng)維持穩(wěn)定；其次，合龍階段需要在溫度穩(wěn)定的夜間進(jìn)行毫米級(jí)精度控制，對(duì)施工測量和調(diào)整技術(shù)提出極高要求；第三，施工過程中結(jié)構(gòu)體系不斷轉(zhuǎn)換，從懸臂狀態(tài)到成橋狀態(tài)的力學(xué)行為復(fù)雜多變。
該橋在施工中采用了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，應(yīng)用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測量定位，以及采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工過程模擬。這樣充分說明了大跨度鋼桁架拱橋施工精度控制之難，技術(shù)系統(tǒng)之復(fù)雜，安全風(fēng)險(xiǎn)之高。
四、安全控制要點(diǎn)與監(jiān)控技術(shù)
本次事故凸顯了施工安全控制的極端重要性：
（1）臨時(shí)結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控：必須將吊裝索、支架等臨時(shí)設(shè)施提升至與永久結(jié)構(gòu)同等的監(jiān)控等級(jí)。包括建立臨時(shí)結(jié)構(gòu)的專項(xiàng)驗(yàn)收制度，實(shí)施日常檢查記錄制度，以及設(shè)置應(yīng)力超限報(bào)警系統(tǒng)。
（2）幾何線形精確控制：采用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)位形監(jiān)測，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行施工過程模擬，建立測量校正反饋機(jī)制，特別是在溫度變化較大的季節(jié)，需要建立溫度變形補(bǔ)償模型。
（3）應(yīng)力應(yīng)變實(shí)時(shí)監(jiān)控：在關(guān)鍵截面布設(shè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，預(yù)警超限應(yīng)力。實(shí)時(shí)采集應(yīng)力、變形和溫度數(shù)據(jù)。監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備自動(dòng)預(yù)警功能，當(dāng)應(yīng)力值達(dá)到限值的80%時(shí)發(fā)出預(yù)警，達(dá)到90%時(shí)自動(dòng)暫停施工。
（4）抗傾覆穩(wěn)定控制：通過邊跨壓重等措施確保懸臂施工安全。需要計(jì)算最不利荷載組合下的抗傾覆安全系數(shù)，一般要求不小于1.5。同時(shí)要建立風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)速超過限定值時(shí)自動(dòng)停止作業(yè)。
尖扎黃河特大橋事故用生命代價(jià)警示我們：隨著橋梁跨度不斷突破極限，施工安全控制必須同步提升。未來需要進(jìn)一步強(qiáng)化臨時(shí)結(jié)構(gòu)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，完善風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，并將智能傳感、數(shù)字孿生技術(shù)深度應(yīng)用于施工全過程。只有將技術(shù)創(chuàng)新與安全管理緊密結(jié)合，才能確保這類超級(jí)工程的建設(shè)安全，推動(dòng)橋梁工程技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。
2025年8月22日
中交路橋科技：木雨
