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气象对重大工程多关键?在这座习近平总书记称赞的大桥上找答案 来源:中国气象报社 日期:2022年09月21日16:18

  在湖南省湘西土家族苗族自治州险峻的武陵山脉中,有一座穿梭在云中的桥,它横跨几百米深的峡谷,像一条笔直的火红长龙连接着两边间隔1公里多的青山,如同悬浮在空中的“天桥”。

  它就是被习近平总书记称赞为“中国的圆月亮”的矮寨特大悬索桥(以下简称“矮寨大桥”)。在修建过程中,它创造了4个世界第一的奇迹:大桥两索塔间跨度1176米,跨峡谷跨度世界第一;首次采用塔、梁完全分离的结构设计方案;首次采用岩锚吊索结构,并用碳纤维作为预应力筋材;首次采用“轨索滑移法”架设钢桁梁。

  图为矮寨特大悬索桥

  湘西山清水秀,风景如画,但重重高山却也是山区人民与外界联系的重重阻碍。

  山区修路尤为不易。在矮寨大桥建成之前,从长沙到重庆、成都等西南地区,必须经过矮寨盘山公路。有着“公路奇观”之称的矮寨公路盘山而上,6公里内有转折13道锐角急弯,26截几乎平行、上下重叠的路面,最窄地段不足4米,异常崎岖险峻。这条路又是各类车辆通行的必经之路,有时一堵就是一整天。

  2012年3月31日,矮寨大桥建成通车,天堑自此变成通途。

  矮寨大桥刚开始建设时,要克服的困难难以想象。它四周是海拔 600米左右的连绵群山,受地势和山间盆地地形影响,雷电、大风、暴雨、山洪及衍生地质灾害、冰冻、大雾等气象灾害无论强度还是频次都比平原地区更为突出和复杂,施工难度在世界建桥史上亦属罕见。

  在建桥的1400多个日夜里,为保证这座特大悬索桥的顺利建成和今后的安全运行,湘西自治州气象部门为大桥全力开展气象保障服务。

  图为当年为修建矮寨大桥下的矮寨盘山公路,200余名农民工长眠于此。为他们建造的湘川公路死难员工纪念塔至今矗立在公路的急弯处

  日降水量达到5毫米以上的降水,容易在混凝土大面积浇灌时造成蜂窝面;暴雨易引起洪涝、山体滑坡、泥石流;当出现寒潮,降温幅度达12℃以上时,容易引起施工材料的急缩;雨雪冰冻天气下运输、高空作业容易出现事故,并影响混凝土的施工质量……

  雷电与大风是高空作业的两个大敌。矮寨是雷电灾害高发地,大桥为钢结构,一旦发生雷击,很可能造成人员伤亡和大桥设施、附属设备的损坏;瞬时风速大于10.7米/秒,易造成高空作业人员事故、吊车臂晃动等,瞬时风速大于20米/秒的大风甚至会扭曲吊车臂。

 自治州气象局党组书记、局长吴志科介绍矮寨大桥防雷工程建设情况

  矮寨经常出现大雾天气,平均每年雾天有60天左右,能见度低时甚至不足20米。

  为避免种种特殊天气可能对施工造成的影响,在为期4年的建设过程中,自治州气象局细化服务措施,将专业专项气象服务与常规气象服务相结合,针对大桥这一特殊的服务对象,建立高温、冰冻、大风、大雾、雷击等预报服务模型,开展24小时、12小时和临近6小时、3小时雷电预警服务,并为施工方提供24小时、12小时和临近6小时大风预报,与24小时和临近6小时、3小时、1小时的大雾实时监测和预警。

  矮寨大桥处于水陆交界处,地势空旷,属于雷暴易发区域,防雷是重中之重。根据科学评估,雷电能量非常巨大,如大桥无防雷装置,雷电流将直接击中大桥,会对大桥造成不可挽回的巨大伤害。

  防雷的基本原理是用科学的防雷装置将雷电流泄放入大地,避免雷电对构筑物的破坏。但这里土壤很少,下垫面全是岩石,防雷建设难度大,如防雷装置建设达不到国家防雷标准要求,雷电发生时会直接击中大桥设施,对大桥造成重大危害。“地网建设是整个防雷工程的关键之处和难点所在。”自治州气象局党组书记、局长吴志科介绍。

  大桥所处地区土壤结构分为三层,桥两岸土壤结构不完全一致,地表基本为裸露的寒武系上统比条组的灰岩,厚度达34米。在如此复杂的地质条件下,为这样一个举世无双的重大建筑工程提供防雷技术服务,国内没有先例可循。

  “当时大桥还没有建成通车,桥上不能行走,我们的工作人员只能顶着烈日通过爬悬索往返于大桥两端,非常危险。为了确保防雷工程如期完成,我们经常在这里通宵工作到天亮。”吴志科说。

  在建设过程中,省、州气象部门防雷工作人员多次实地勘验和调查研究,编撰了一份全面准确、数据翔实的防雷风险评估报告,为防雷工程建设奠定了坚实的基础。

  图为安装在矮寨大桥顶端和桥边的避雷针

  在湘西自治州政府和自治州气象局的协调下,大桥项目部出动各种大型工程机械,在坚硬的岩石层上挖出1米深、3000多米长的地网槽,钻下了58个4米深的离子棒孔,最终将地网接地电阻值降到了4欧姆以下(3.2欧姆),确保了大桥建设符合防雷标准。

  为保证大桥行车安全,多年来,自治州气象局与交通运输局联合开发自治州交通旅游气象服务系统,根据天气情况提供专题气象信息、重要天气消息、气候趋势预测等资料,针对暴雨、大雾、雨雪冰冻等复杂天气过程制作《交通气象服务专报》,发布联合提醒,精细及时的专业气象服务为有关部门及时调度,保障矮寨大桥高速公路、矮寨盘山公路交通安全提供了有力支撑。

 自治州气象科技服务中心主任郑福维介绍矮寨大桥及矮寨盘山公路精细化交通气象服务情况

  “比如出现冰冻天气时,如果大桥结冰的冰柱掉落砸到大桥下面300米盘山公路上的车辆,肯定会车毁人亡。”吴志科介绍,因此一旦预报有冰冻天气,大桥管理部门会提前采取除冰等措施,保证安全。

  矮寨不矮,时代标高。这条火红的长龙不仅连接了德夯大峡谷,更连接了湘西与世界。它见证了湘西地区的巨变,便利的交通促进了乡村旅游业蓬勃发展。2021年6月,矮寨·十八洞·德夯大峡谷景区成为湘西首个国家5A级旅游景区,周边餐馆、民宿、农家乐热闹非凡,带动了周边3万多名群众脱贫,矮寨大桥成了名副其实的“致富桥”“脱贫路”。

  (作者: 刘玥 张宇 孙姣 视频制作:刘玥摄影:刘玥 责任编辑:刘淑乔)



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