工艺工法创新：世界第一高桥建设实现“稳准快”

悬索桥主缆采用智能化系统安全架设，实现主缆架设“稳准快”。一键式吊装系统吊装钢桁梁则大大加快吊装进度、大大提高安全性和施工质量——贵州省桥旅融合3.0版项目花江峡谷大桥综合建设成果观察报告之科研创新篇（四）

中国经济导报、中国发展网 记者吴承坤报道

花江峡谷大桥的主缆共有两根，其中每根主缆由217根索股组成，单根索股长约2378米，重约43.4吨，每根索股由91丝5.7毫米的镀锌铝镁钢丝组成，是全桥的主要受力构件。为架设这两根主缆，在施工准备期，工程技术人员研发了一个大循环智能牵引主系统、一个智能猫道系统和抗风性能监测与预警两个辅助系统。两个一主一辅智能系统协调配合运行，来完成主缆的牵引架设。两个系统的研发都完成了工法上的创新，使主缆的架设实现了“稳准快”。

工程技术人员告诉记者，花江峡谷大桥是大桥桥面距峡谷水面超过600米高度，是世界第一高桥，同时也是山区第一长跨度的特大悬索桥，具有特殊的自身施工难度和特殊的峡谷环境影响。花江峡谷大桥主缆施工是对世界桥梁工程现有施工工艺水平的一次严峻的挑战。常规施工方法已经难以解决基准索安装智能化工程度不高、猫道安全性能不高等固有困难，需要用科研攻关手段在基准索智能化安装及猫道抗风及安全性能方面取得突破，形成新的工艺工法，才能解决面临的上述现实难题，才能全面提高山区大跨径桥梁施工的信息化、智能化水平。

面对存在的这些难题，贵州省交通运输厅给予了高度的关注和重点支持。

2022年6月，贵州省交通运输厅组织贵州交通投资集团、贵州桥梁建设集团、同济大学、贵州桥梁建设研究院、贵州省六安高速公路有限公司、中铁大桥科学研究院等科研院校和建设单位的工程科研人员开展了课题《悬索桥主缆智能化安全架设关键技术》的研究。

从2022年6月2023年12月间，贵州交通投资集团的郭吉平团队、贵州桥梁集团的吴朝明、孔余江、刘豪团队，同济大学的陈艾荣团队，贵州桥梁研究院的周磊团队，贵州省六安高速公路有限公司的陈超团队，中铁集团大桥科研院的陶路团队等工程科研人员分别牵头开展了索股快速安装方法、猫道抗风安全性能、基于北斗的基准索动态精准定位技术、基于北斗定位的基准索线形智能化成套设备等系列子课题的攻关研究。

通过科研人员一年半的艰苦拼搏，课题研究取得全面成果。

通过研究，形成了基于北斗定位技术的山区大跨径悬索桥主缆架设基准索动态定位技术，并通过这一技术成果的应用，实现了主缆基准索的高精度定位。

花江峡谷大桥基于北斗定位技术的主缆智能化架设系统 欧阳松供图

这一技术成果的主要原理是，在大桥主缆架设中，主要通过应用北斗动态精准定位技术，在主缆上安装北斗定位终端，实现对主缆三维坐标的实时动态监测。这些终端设备能够接收北斗卫星信号，并通过内置的算法计算出主缆的空间位置及其变化。通过对主缆位移、振动等大量数据的实时采集和分析，进行实时主缆调整工作，保障了主缆的精度控制在厘米级内，实现了主缆安装的高精度、实时性、高效率。

花江峡谷大桥布设在施工区域内的北斗接收装置 欧阳松供图

通过研究并成功研发的基于北斗定位技术与智能张拉成套索股架设装备，解决了基准索股线形监测自动化程度低、调索效率低及索股安装工作迟缓等难题，实现了索股快速安装、节约工期等目标。

通过研究并形成的施工过程猫道结构抗风安全监测及预警技术并运用这一技术成果，实现了强风、风致振动及工人施工安全的提前预警，为猫道施工安全提供了技术保障。同时通过附加措施，优化了猫道的设计方案，提高了猫道抗风性能，确保了工程施工安全和进度。

这一技术成果的主要原理是，利用测风激光雷达的激光发射及扫描子系统、接收子系统、实时信号处理子系统、通讯子系统等组成的复杂系统，在大桥桥位区进行峡谷风观测分析，通过发射激光脉冲并接收反射信号，能够精确在峡谷深、风速高、风场复杂气候环境测量风速、风向以及大气湍流等参数，通过三维成像技术，进一步直观了解风场的空间分布、动态变化和风场环境基本规律，为施工提供指导和决策依据。

这些成果构成了大循环智能牵引主系统、智能猫道系统和抗风性能监测与预警辅助系统。

2024年4月9日，花江峡谷大桥开始主缆架设后，大桥两根主缆架设实现了“稳准快”，到2024年7月30日，主缆架设施工全部圆满完成。

记者在采访中了解到，花江峡谷大桥的施工单位贵州桥梁集团针对钢桁梁节段吊装施工的难点，经过不断的探索和研究，自主研发了一套迭代至第四代的智慧缆索吊装系统，通过这套吊装系统，实现了钢桁梁节段的一键式吊装。通过这套系统的运行，大大加快了钢桁梁节段的吊装进度，大大提高了钢桁梁节段吊装的安全性和施工质量。

花江峡谷大桥全桥共有93个钢桁梁节段，标准节段为8米×15.4米×30.5米的一个立方体，单个标准节段重215吨，全桥钢桁梁节段总重量2.1万吨。钢桁梁节段由中铁宝桥集团在工厂内生产杆件并运至花江峡谷大桥安龙岸已成型的路基上进行拼装，最后通过已建成的引桥、路基用跑车起运、起吊安装。

但由于桥址地形复杂、吊装跨径大、吊装重量重，施工难度极大。传统吊装方法有多方面的局限性，比如吊装依靠人工操作卷扬机控制跑车、操作人员多、操作指令频繁、易因误操作或配合不当产生安全事故。施工中测、控分离，吊装过程各关键风险点监测数据需要第三方提供，过程数据监测和传输滞后，不能实时远程共享，吊装过程监管困难等。

针对这些困难和挑战，贵州桥梁建设集团的工程科研人员在自主现有缆索吊装智能系统的基础上进行升级研发，开展科研创新。经过不断努力，最终研发出了世界最大跨度的第四代缆索智能吊装系统，通过这一智能缆吊系统的运行，全面确保了钢桁梁节段吊装的安全、质量和进度。

工程科研人员研发的花江峡谷大桥智能缆索吊系统融合了现代高科技技术，采用了PLC及变频控制技术、北斗定位系统、云平台、物联网等高科技技术，通过对施工过程各项数据的自动采集、存储、传输和处理，实现了数据的展示、查询和共享。

相较于传统的缆索吊装法，花江峡谷大桥智能缆索吊装系统，包括本地集中控制系统和一键吊装系统，既可集中手动控制所有卷扬机、又具备一键吊装功能，可大大减少多次操作产生的误操作。

工程科研人员告诉记者，智能缆索吊装系统的核心构成有三个方面：

一是在两个主塔顶均布设有28根直径6公分的高强度钢丝，用于支撑钢桁梁节段吊装的滑轮组。缆索吊跨度布置为221米+1420米+460米，主塔最大高度为262米。

二是在施工区域设置30多套摄像头，分别在拼装区、起吊区等关键部位，对跑车状态、构件起吊高度，锚碇、锚梁滑移、施工环境等通过高清大屏幕进行监测。

三是在承重索、起吊车、锚碇、滑轮组等处相应位置，设置传感器，监测风力、风速、风向和其它部位部件的运行速度、定向位置和索力位移、卷扬机健康情况等的参数。这些参数同样通过高清大屏幕实现智能化、可视化、自动化监测和预警。

记者在采访中了解到，这套系统是由一键吊装系统、本地集中控制系统、北斗定位系统、索力采集系统、环境监测系统、锚碇位移监测系统、卷扬机健康监测系统、视频检测、平台数据展示及储存、卷扬机等10个系统融合集成。这些系统所生成的数据通过在施工域内搭建的多个局域网，将各个系统网络采集到的数据，快速有效地传输到本地控制系统及一键吊装系统，通过相关算法进行数据处理并及时发送指令控制吊具及跑车、卷扬机，同时将采集到的数据集中通过内部局域网传输到本地服务器进行展示、存储及局域网传输到云服务器，进行存储展示。

记者在采访中了解到，这套系统最为出色的装置是北斗定位系统，主要由基站接收机、6个定位移动基站，以及相关控制线缆组成，北斗定位系统将跑车及吊具实时位置经过局域网传输到本地服务器进行一系列的计算后，将跑车、吊具当前的位置传输到一键吊装系统及本地集中控制柜参与控制跑车、吊具速度和位置。

这套系统最为优秀的装置是一键控制系统。一键控制系统的控制柜面板集成了本地、远程旋钮、自动启动按纽、系统停止、系统暂停、复位按纽、电源开关、数据显示及数据设置触摸屏等装置。通过一键吊装系统能够实现钢桁梁节段自动同步起升到设定高度，牵引自动运行至设定行程，在整个吊装过程中，能够实现起重及牵引自动调节同步位移，自动加减档位，无需人工手动调整。

桥梁专家表示，花江峡谷大桥第四代智慧缆索吊装系统的成功应用，是桥梁建设领域数智化转型的一次重要实践。它不仅为花江峡谷大桥的建设提供了强有力的技术支撑，也为未来桥梁建设提供了宝贵的经验和启示。他不仅展示了中国桥梁建设的卓越成就，也为世界桥梁建设提供了中国智慧和中国方案。

2024年11月4日，花江峡谷大桥开始第一个钢桁梁节段吊装后，缆索智能吊装系统在世界第一高桥花江峡谷大桥施工现场大展风采，实现了大风、浓雾、夜间、大雨等环境天气的全时吊装作业，全桥钢桁梁节段吊装全部顺利进行。

2025年1月17日，花江峡谷大桥全桥钢桁梁顺利实现合龙。