科技日报记者 刘昊 韦秋莹
在广西壮族自治区天峨县的龙滩峡谷红水河之上，一座主跨600米的混凝土拱桥如长虹卧波，飞架两岸。这便是天峨龙滩特大桥，它将世界混凝土拱桥的跨径纪录从445米一次性提升至600米，一举突破业内公认的600米级技术禁区。
8月24日，在2026年广西科学技术奖励大会上，由中国工程院院士、广西大学教授郑皆连牵头完成的“跨径600m级混凝土拱桥建造关键技术”获广西科技进步奖特等奖。此前，天峨龙滩特大桥已斩获国际桥梁与结构工程协会大型公路与铁路桥最高奖。
拱桥是现代桥梁的重要类型。业内曾认为，普通混凝土拱桥跨度难以超过400米，钢管混凝土拱桥也很难突破500米。“日本、克罗地亚等桥梁强国在20世纪90年代就发表过建造600米级混凝土拱桥的研究报告，但至今仍停留在390米以内。”郑皆连说，“天峨龙滩特大桥不仅是工程刚需，更是我国与世界桥梁强国同台竞技、实现技术突破的重要契机。”
突破从设计标准开始。天峨龙滩特大桥的设计负责人、广西交通设计集团有限公司副总工程师商从晋介绍，当时国内外尚无针对此类拱结构的设计规范，团队通过深入研究，创新提出“容许应力法+双非线性有限元分析”双控标准。前者用于拱肋截面强度验算，后者精细模拟施工全过程进行整体极限承载力校核。
“实桥应用表明，施工监控实测变形和应力与理论值高度吻合，整体安全系数满足规范要求。”商从晋说。
据统计，大跨径劲性骨架混凝土拱桥恒载应力占总应力的92%—96%，其中外包混凝土恒载约占全部恒载的55%。减重是跨径突破的关键。为此，该团队将主拱设计为分离式双肋拱，取消应力水平较低的中室顶底板，顶底板总宽度从23米缩至13米，使外包混凝土由4万立方米减到2.8万立方米，使600米级混凝土拱桥每延米拱肋混凝土用量比400米级同类桥梁下降22%，恒载应力基本持平，同时加强了永久横联和增设临时横撑保障横向稳定。
在外包混凝土浇筑环节，该团队创新提出了“3环、6段、8工作面浇筑程序，使用8台压力泵实现了每次4个工作面同时浇筑”的施工工艺。全桥2.8万立方米外包混凝土分36次浇筑完成，全程未借助斜拉索调载，拉应力稳稳控制在1兆帕以内。针对抗风最薄弱的最大悬臂阶段，该团队基于CFD分析和风洞试验优化抗风缆布置，在数量减少20%的情况下，侧向风载位移反而降低30%，各阶段抗风要求均全面满足。
“找准工程风险源，用科学合理的技术措施解决它们。”郑皆连用这句话概括攻关的核心。他介绍，在广西壮族自治区科技厅重大专项科研经费的支持下，团队自主攻克了建造600米级混凝土拱桥的一系列难题。与斜拉桥方案相比，天峨龙滩特大桥建设直接节省1.1亿元，在100年设计基准期内，维护费用预计减少4.7亿元。
2023年3月，在天峨龙滩特大桥建设期间，中国工程院、国际桥协以该桥建设为背景，在南宁市举办“第二届世界大跨拱桥建造技术大会”，近30名院士参会。此次会议评价天峨龙滩特大桥的建造技术“代表了国际最高水准”。
世界拱桥看中国，中国拱桥看广西。以领先世界的特有关键技术，郑皆连带领广西大学等团队勇攀桥梁技术高峰，不断实现世界一流拱桥技艺的自我超越。
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