川觀新聞記者 王眉靈
在遙遠的北歐挪威，有一座雄偉的大橋，以1145米的跨徑，跨越了奧福特峽灣。極夜期間，湧動的綠色極光映襯着燈火輝煌的大橋，成為北極圈一大美景。
極光下的哈羅格蘭德大橋。蜀道集團四川路橋供圖
這是2018年通車的哈羅格蘭德大橋，北極圈内跨徑最大的懸索橋，迄今仍是中國企業作為總承包商、在國外修建的最大跨徑橋梁。大橋上部結構于2013年面向全球招标，四川路橋打敗一衆競争者拿下标的，并克服重重困難，把設計師的藍圖變成了現實，展示了“中國建造”的雄厚實力。
今年9月10日，全省科技大會上，依托該橋建造技術攻關的科研項目“寒冷海洋環境大跨徑空間纜懸索橋建造關鍵技術及應用”榮獲省科技進步獎一等獎。在北極圈修橋有多難？關鍵技術如何突破？川觀新聞記者走訪了四川路橋總工程師、時任哈羅格蘭德大橋項目經理盧偉，進行揭秘。
研發全新尺寸關鍵材料
讓歐洲标準實作了國産化
哈羅格蘭德大橋所在的納爾維克是世界上最北端的港市之一，地處北極圈内，氣候嚴寒。大橋跨越的奧福特峽灣是挪威大西洋沿岸海的一個峽灣，在這修橋，不僅要應對極寒、強風和極晝極夜的挑戰，還要考慮海洋氣候對橋梁鋼材的腐蝕等影響。
哈羅格蘭德大橋還是北極圈内跨徑最大的橋。一般而言，橋梁跨徑越大，其構造、架設、施工就更複雜、難度更大。統籌考慮環境和工程建設困擾，從統計資料來看，往往氣候溫暖的地方（如大陸長江流域及東南沿海地區）橋梁跨徑相對更大，而氣候寒冷的地方橋梁跨徑相對更小。這意味着，在這裡，建橋團隊不僅要抵禦極端的自然氣候，工程建設還要“反其道而行”，向“更長”發起挑戰。
哈羅格蘭德大橋。王眉靈 攝
這是一個複雜的系統性工程。為此，四川路橋在建設之初，就聯合西南交通大學的橋梁抗風、橋梁結構等領域知名專家，以及法爾勝纜索、天元重工等懸索橋關鍵材料頭部供應商，組成課題組，聚焦關鍵難題進行攻關。
主纜是懸索橋最為關鍵的材料。它們由多根鋼絲組成，擰成厚厚的一股，将橋面穩穩系住。此前，國内已建懸索橋多采用直徑5.25毫米的鋼絲，而哈羅格蘭德大橋的設計圖，要求使用的鋼絲直徑為5.96毫米。
鋼絲直徑大，代表主纜鋼絲與空氣的接觸面積小，腐蝕風險更小。但這是一種全新的尺寸，要滿足設計要求，必須重新制造一套體系，并解決由此帶來的系列問題。比如，對于更大直徑高強度鋼絲的加工，配套适用的錨固材料、相關錨固工藝等等。另外，需要研發針對北極寒冷海洋環境下的抗低溫錨具制造技術和錨具防腐技術。
建橋團隊逐一破難，按照歐洲标準實作了關鍵橋梁構件國産化，4000噸平行鋼絲主纜在國内生産後，經過1.4萬海裡遠航運抵現場；并研發了耐腐蝕、抗低溫大直徑鋼絲主纜索股錨固技術獲得專利發明。目前，國内懸索橋建設中，已逐漸推廣采用這種大直徑的鋼絲主纜了。
研發特殊的空間纜索體系建造成型技術
用創新突破實作大橋建造
大橋空間主纜結構是另一個重大挑戰。
與常見的平面平行主纜懸索橋采用H型索塔不同，哈羅格蘭德大橋采用了獨特的不規則空間主纜設計，其索塔上窄下寬，呈“人”字型，極富造型感，但困難也接踵而至——需要突破世界上首次上千米大跨徑空間纜懸索橋建設難題。
比如，懸索橋上部結構主要的施工平台——貓道，設定在主纜之下、與主纜平行，單幅通常寬度3.5—4.5米，作為一種柔性結構，在風振或施工荷載作用下易發生較大振動。為此，傳統的平行主纜懸索橋，通過一定距離設定橫通道将兩幅貓道相連，使得貓道的整體扭轉剛度及抗風穩定性大大增加；而哈羅格蘭德大橋的主纜，從平面看，兩幅貓道呈魚腹狀，中間鼓、兩端窄，主纜之間間距僅3米。單幅貓道寬3.5米左右，中跨貓道無法設定橫通道，整體扭轉剛度小，抗風穩定性差。
哈羅格蘭德大橋。王眉靈 攝
在大橋建設現場，極寒氣候下，冬季大風極為常見，最大風力可達11級，風速每小時100公裡。持續時間也久，建設期間有一次風暴曆時三天三夜，且風力不減弱。這樣的風場環境，給橋梁建設安全帶來極大挑戰。
建橋科研團隊針對大橋的異形結構，進行空間纜索體系建造技術研究，“量身定做”适用于大橋環境的關鍵承載結構，研發了整套的建造關鍵技術，多項工藝具有原創性。
僅建造過程抗風研發，就進行了多次風洞試驗和數字模拟，曆時一年多，開發出柔性帶抗風體系整體式貓道，在貓道上增設了抗風系統、抗風繩等裝置，順利完成大橋不同階段上部結構架設。
主纜按照傳統平行主纜工藝完成安裝，在主梁架設前，根據設計要求，需要提前形成空間主纜構型，建橋團隊反複論證，研發出主纜橫向頂推系統，優化了主纜頂推參數，高精度形成空間纜型，解決了這一世界性難題。
作為大橋主體結構的鋼箱梁，用大型運輸船運至橋下直接進行吊裝。橋下是V型峽灣海溝，最深處超過350米。建橋團隊研發了一套複雜的船舶錨泊定位穩定系統，實作大型運輸船舶與浮吊高精度定位，通過浮吊完成鋼箱梁大節段整體拼裝，快速高精度完成了7100噸鋼箱梁安裝。
盧偉告訴記者，在建造哈羅格蘭德大橋中“誕生”的諸多應用創新，已在挪威貝特斯塔德桑德大橋、土耳其1915恰納卡萊大橋等“走出去”的标志性項目以及國内公路建設的超級工程中運用。