7月16日，夷陵长江大桥（以下简称“夷陵桥”）236根斜拉索全部更换完成，开始全桥线形索力测量，后续进行全桥整体调索及系列附属工程。

夷陵桥，宜昌城区首座横跨长江的城市桥梁，也是全国首座单索面混凝土加劲梁三塔斜拉桥。

2001年建成通车以来，夷陵桥已运行22年，斜拉索达到设计使用年限。去年10月，宜昌城发集团启动实施该桥斜拉索更换工程。

这是一个“前无古人”的工程。向深水区挺进、啃难啃的骨头，施工团队以只争朝夕的使命感、责任感、紧迫感，开辟出了一条“创新路”。

勇闯创新“无人区”

斜拉索是夷陵桥最主要的受力构件，最长的一根有210米，承载力达到500多吨。

更换斜拉索，牵一发而动全身，弄不好会影响桥体安全稳定。

能否安全顺利更换？查遍核心期刊、行业杂志，都没有答案。

“在我国，三塔混凝土斜拉桥建成通车的不超过10座，此前没有更换斜拉索的先例。”宜昌城发集团桥梁工程技术总顾问周昌栋表示，夷陵桥斜拉索更换工程的启动，本身就是一个创新之举。

工欲善其事，必先利其器。

早在项目谋划之初，宜昌城发集团大桥集团所属桥投公司就酝酿着给夷陵桥做一次“全身体检”，找出病根。

常规的“体检”是“医生”坐在吊篮里用肉眼检测。“无法安装吊篮的地方，人就到不了。”中铁大桥局特种公司维修加固二部常务副部长、夷陵长江大桥斜拉索换索工程项目经理陈志敏说，因为效率低、存在安全隐患等原因，人工检测的效果不尽如人意。

施工团队因地制宜发展新质生产力，引入高耸结构无人机图像病害识别系统，用无人机搭载着高清摄像头和红外热像仪，对桥梁进行360度“扫描”。配合桥梁病害自动识别算法，后台自动生成了病害图像。

“夷陵桥斜拉索存在锚头防护套破损、锚具钢绞线严重锈蚀等问题。”拿着“体检报告”，周昌栋说，斜拉索更换及全桥病害处置，势在必行！

有全面、科学的数据做支撑，“治疗方案”也明晰起来。

春节前，技术团队做了一个实验。精心挑选20根试验索，试验了7种拆索工法，反复计算、比较。

“最终确定的更换顺序是中间4#塔先拆长索、后拆短索、两边3、5#塔先拆短索后拆长索。”周昌栋解释说，斜拉索拆除后，其受力将分散到其他斜拉索上。长索的受力大，短索的受力较小。交替更换能减少对其他斜拉索的冲击，尽可能地保障桥体结构安全。

新材料的运用也更加自如。比如，旧斜拉索是1770兆帕镀锌钢绞线，这次换成了1860兆帕单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线。

“环氧涂层的耐酸、碱、盐和大气腐蚀性能很突出。”大桥集团总工程师、桥投公司党支部书记代明净告诉记者，在每根钢丝表面单独增加一层致密的环氧涂层保护膜，能有效防腐30年。还有不锈钢加重防腐结构的将军帽、在固定端锚具增设的排水槽……让整体的防腐性能进一步提升。

抢占创新“制高点”

在交通建设界，有3条不成文的规定：桥梁的任何部位要做到可检测，能实时掌握塔、索、梁的关键参数；可到达，方便工人抵达或放置工装设备；可更换，重要功能构件能换新。

这是为了降低后期维养的难度。但在20多年前，夷陵桥建设时，并没有这些要求。

不出所料，项目刚开工就遇到了“拦路虎”。

拆除斜拉索时，通常会先把张拉端的外露段进行放张，减少受力后切割、拆除。实际情况是，因塔内装有电梯，大部分斜拉索外露的钢绞线极短，无法直接放张。

创新是引领发展的第一动力。

施工团队用特制的“整束放张工装”破题。演示实验中，外露的钢绞线通过特殊设备与千斤顶连接。千斤顶往返驱动，钢绞线也不断地放张、张拉，直到整根索都松弛下来。

“设备是宜昌城发集团联合中铁大桥局共同研发的，拥有自主知识产权。”周昌栋说，该工装攻克了钢绞线斜拉索外露量极短而形成的无法应力完全释放的技术难点，可推广性很好。

放张效率也大幅提升。常规的单次放张，3天更换1组（2根）斜拉索，而整体放张，2天就能完成。

不断勇攀高峰！聚焦因塔内空间狭小导致的斜拉索切割难题，施工团队研发了平行钢绞线斜拉索带力切割拆除技术和斜拉索零应力切割拆除装备。

“一般情况下不会使用带力切割。”代明净说，斜拉索和橡皮筋一样，在紧绷状态下剪断会反弹，危害人员、设备、桥梁。

但在更换部分斜拉索时，施工团队没有放张，直接在桥面上完成了切割。

“这是国内首次使用，为钢绞线斜拉索拆除开辟了新路径。”周昌栋告诉记者，“秘密武器”就是他们研发出的“加强单孔锚夹具+滑车组”和“液压式精密夹具”。

在“秘密武器”作用下，斜拉索被固定在桥面，待切割段不受力，如砧板上的鱼肉，等待着被切割、拆除。

向“新”而行、以“质”致远，还有更多“首次”值得被记录。

如短轻斜拉索整束拆除技术，实现快速高效换索施工，相比传统的单根放张拆除功效提高1.5倍；长重斜拉索单根拆除技术，创新提出“破除外套管+单根切割”拆索方式，不再需要制作、安装大型塔顶吊架，降低了施工风险，节约了施工成本。

创新筑牢“防护墙”

除了斜拉索，夷陵桥的支座因运行时间过长也出现了病害。

更换桥梁支座，一般要先进行桥体两端同步顶升。夷陵桥的新支座有个长达50厘米的螺杆，这意味着梁体至少要抬高50厘米。

这对二塔桥来说属常规操作，但对三塔混凝土斜拉桥来说就有点冒险了。“三塔桥有效的纵向约束较差，主梁使用的混凝土又是脆性材料。”周昌栋担心，同步顶升时操作不当，有可能会导致桥梁断裂。

施工团队不等不靠，采用了平面直角取芯钻机、创新设计支座锚固组件，形成了成套超低净空下嵌锚式球形支座更换技术。

“简单来说，就是把梁的一端稍微顶升后，把螺杆分成三段放入。”陈志敏告诉记者，实际操作中，最低净空只有12厘米，他们也能完成钻孔作业。

同时，施工团队还对支座进行了优化，球形钢支座比盆式橡胶支座性能更好，可更换的“套筒+螺栓”的锚固体系，降低了后期维养的难度。

创新筑牢“防护墙”，还体现在信息化施工监测云平台的运用。

“桥面上有300多个监测点，动态监测着索、梁、塔的关键参数。”监控负责人朱骄健介绍，云平台实时发布和展示线形、索力等监测数据，实时监控着桥梁结构安全稳定。

内嵌的数据运用模块，也各有所长。

借助三维激光扫描设备获取斜拉索的三维点云坐标信息后，利用相应软件进行处理，可得到高精度的斜拉索长度，有效提升测试效率。

创新性的测量技术，配合自主研发的基于降噪理论回归算法，能自动剔除环境温度等外部因素的影响，实时采集高精准度的主梁线形挠度数据。

斜拉桥索梁塔高程、偏位、索力检测数据联动分析，原理是拉索索力变化与索、梁、塔等节点的位移变化有直接关系。同频获取各节点的参数，能全面、准确评估桥梁的结构状态……

“我们是第一个吃螃蟹的人。一路上披荆斩棘，圆满完成了任务，还取得了系列珍贵的科技创新成果。”回看来时路，周昌栋感慨万千。

抓创新就是抓发展，谋创新就是谋未来。

工程结束后，技术团队将梳理、总结，完成《三塔混凝土斜拉桥换索工程技术研究与运用》《在役多塔斜拉桥结构状态识别与评估成套技术研究》两大科研课题的研究，为后续国内斜拉索更换工程总结经验，为科技强国建设添砖加瓦！

三峡日报记者 杨婧 通讯员 邬妍 刘贤廷/文

三峡日报记者 付蓓蓓/图