在黄河绝壁上演“穿针引线” ——世界首座独塔地锚式回转缆悬索桥贯通
在河南济源与洛阳市新安县交界的群山间，崖壁如削，浊浪奔涌。群山之巅，一座大桥宛如长虹，跨越黄河南北，将天堑变做通途。
大桥造型别致，百米高的门式单塔巍然屹立。一根粗壮的主缆从塔顶破壁而出，凌空飞跨510米江面，抵达北岸山崖后，轻盈绕弯，再折返回始发之地。
这是世界首座独塔地锚回转缆悬索桥——济新黄河大桥。日前，济新黄河大桥实现全桥贯通，通车后，黄河两岸通行时间将从原来的两个半小时缩短至20分钟。
独塔地锚：找到悬崖架桥“最优解”
双塔是悬索桥最常用的结构。这种结构可在跨越能力、结构稳定性、建设经济性方面实现最优平衡。
“但是，双塔结构在济新黄河大桥根本行不通。”中铁四局济新黄河大桥现场负责人帅勇指着地图说，“原因就在这里。”
济新黄河大桥穿越王屋山、黛眉山世界地质公园，近乎垂直的崖壁如同该地的天然屏障。若在崖壁上建塔，开挖山体将毁掉万年地质痕迹。
严苛的环保要求不光涉及山间，还要求水下不能有任何变化。大桥跨越的河道属于小浪底水库区。水库年冲淤深度达50米，水位落差同样是50米。“库底淤积像流动的沙丘，桥墩立不住脚，废土废渣更是一块都不能落入河中。”帅勇说。
为了保护当地生态，大桥设计团队对拱桥、斜拉桥、悬索斜拉协作桥等桥型进行逐个测评。满足应力要求的不符合桥型设计，实现桥型设计的又将增加破土工程……设计团队几乎找遍了全国所有桥型，却仍被复杂的地质条件和生态环保要求困住，无破解之道。
无奈之下，设计团队将目光投向国外。位于美国旧金山一座名为奥克兰海湾大桥的单塔自锚抗震悬索钢桥引起了设计团队的注意。其单塔结构恰恰符合济新黄河大桥的桥型设计要求。而济新黄河大桥北岸一处靠近崖壁的低矮山体，又给建设混凝土锚桩提供了合适点位。设计团队一拍即合，提出破局构想——采用单塔、地锚、主缆回转方式建桥。
“南岸立塔，北岸不建塔，用锚碇‘拽’住主缆再让它折返。”帅勇解释，“就像一个人，左手拽住南岸，右手拉着绕过北岸的绳索往回拉。”
2024年，这一颠覆性设计通过严苛的试验。109米高的南岸主塔如定海神针，7.3万立方米的北岸锚碇化身“千斤坠”，以17万吨自重牢牢“钉”入山体。“省去北岸塔基开挖的步骤，不仅保护了地质遗迹，还破解了施工场地狭小的困局。”帅勇说。
主缆“画圈”：1613米钢缆极限折返
济新黄河大桥的主缆在黄河之上画了一个“圈”，1613米的钢缆以折返方式锚固于单塔与山崖的锚固点之间。在主缆完成“飞去、绕回”壮举的背后，是技术人员攻克三大难关的创新历程。
首先是让钢丝整齐“转弯”。传统悬索桥主缆索股呈正六边形排列，但回转缆在塔顶需竖向弯曲，在北岸转向处需水平弯曲，90度转角差导致钢丝极易扭绞。
“好比一群人直角转弯还必须保持原队形，必定人仰马翻。”济新黄河大桥项目技术负责人李波解释。为此，工程团队在缆索排列上实现突破。他们首创“斜45度排序入鞍”技术，让121股索股在45度斜面上依次入槽。“每根钢丝自然‘侧身’，转弯时受力均匀不打架。”李波说。
第二道难关，便是千米索股如何高效牵引。济新黄河大桥的单根主缆索股长1613米、重35吨。在狭窄峡谷中，传统单向牵引易扭绞、效率低。
“我们让索股‘两头跑’。”李波指着直径6米的特制索盘介绍。工程团队发明的“索股对折盘卷施工法”将索股从中部对折，头尾同盘卷绕。施工时两岸牵引设备同步发力，索股如展开的卷尺双向奔赴。
李波介绍，利用上述工法，工程团队只用了40天便完成全部121股索股的架设。这不仅使得施工效率大幅提升，而且让扭转风险降为零。
第三道难关，就是万吨拉力如何锚固。
大桥北侧的锚碇，需承受主缆折返产生的巨大水平拉力与竖向压力。“常规锚碇得挖空半座山。”李波带记者走近北岸的混凝土巨构。他们创新设计的“拟形底面U形锚室复合式锚碇”依山就势，底面雕刻成三维阶梯状与山岩咬合，内部设浅埋U形洞室容纳转向装置。
“这样的设计，不仅比传统方案少挖3万立方米土石，而且锚碇顶面还能兼做行车道。”李波告诉记者，主缆在此经L形双滑动面转索鞍平滑转向，施工预偏后自动复位，省去顶推工序，成功将万吨拉力锚固在锚碇之上。
峡谷突围：10级大风中架设钢铁“猫道”
济新黄河大桥跨越黄河小浪底水库库区，由于两侧地势高耸，中间河道狭窄，致使“狭管效应”突出，常年风速极快，对施工作业产生很大影响。
“大桥猫道（一种临时施工便道）架通那天，脚下百米深渊黄河咆哮，我们真像在刀尖跳舞！”济新黄河大桥项目党支部书记杨艳波忆起2024年6月的猫道施工，仍心头发紧。
峡谷瞬时风力达10级，传统带抗风缆的猫道系统难以适用。“猫道宽约4米，工人挂双钩安全带作业，拧紧数万颗螺栓时连扳手都不敢脱手。”杨艳波说。为此，工程团队大胆采用“二跨连续无抗风缆猫道”，通过优化承重索与面网结构，提升猫道的刚度。
峡高谷深，猫道的支撑体——高塔的架设需要抵抗大风侵袭，并在破碎岩层与狭窄作业面上进行塔基施工。施工的每一步都在与困难较量。
面对险峻环境，项目技术团队联合全国桥梁专家反复研讨，借助模拟实验、地质雷达与三维探测等现代技术手段，创新采用钻爆结合与快速成孔工艺，将桥梁的“脚”牢牢锚入山体；随后，将承台与塔座层层浇筑加固，筑起稳如磐石的基础。
基础完成后，施工重心转向塔柱。塔柱直插云天，施工团队引入液压爬模技术——模板如同“贴身铠甲”紧扣塔身，液压系统缓缓顶升，模板随塔柱同步攀升。每一次混凝土浇筑都让塔柱“长高”一截。
当塔柱昂然耸立，猫道方能从塔顶跨越峡谷。这条不足四米宽的钢铁便道，如同凌空舞动的丝带，悬挂于百米深渊之上，为主缆架设与钢桁梁吊装铺就通途。从谷底到云端，从塔基到猫道，施工脉络层层递进，绘就出一幅壮丽画卷。如今，济新黄河大桥已经贯通，待年底通车后，豫晋交通大动脉彻底打通。
在河南济源与洛阳市新安县交界的群山间，崖壁如削，浊浪奔涌。群山之巅，一座大桥宛如长虹，跨越黄河南北，将天堑变做通途。
大桥造型别致，百米高的门式单塔巍然屹立。一根粗壮的主缆从塔顶破壁而出，凌空飞跨510米江面，抵达北岸山崖后，轻盈绕弯，再折返回始发之地。
这是世界首座独塔地锚回转缆悬索桥——济新黄河大桥。日前，济新黄河大桥实现全桥贯通，通车后，黄河两岸通行时间将从原来的两个半小时缩短至20分钟。
独塔地锚：找到悬崖架桥“最优解”
双塔是悬索桥最常用的结构。这种结构可在跨越能力、结构稳定性、建设经济性方面实现最优平衡。
“但是，双塔结构在济新黄河大桥根本行不通。”中铁四局济新黄河大桥现场负责人帅勇指着地图说，“原因就在这里。”
济新黄河大桥穿越王屋山、黛眉山世界地质公园，近乎垂直的崖壁如同该地的天然屏障。若在崖壁上建塔，开挖山体将毁掉万年地质痕迹。
严苛的环保要求不光涉及山间，还要求水下不能有任何变化。大桥跨越的河道属于小浪底水库区。水库年冲淤深度达50米，水位落差同样是50米。“库底淤积像流动的沙丘，桥墩立不住脚，废土废渣更是一块都不能落入河中。”帅勇说。
为了保护当地生态，大桥设计团队对拱桥、斜拉桥、悬索斜拉协作桥等桥型进行逐个测评。满足应力要求的不符合桥型设计，实现桥型设计的又将增加破土工程……设计团队几乎找遍了全国所有桥型，却仍被复杂的地质条件和生态环保要求困住，无破解之道。
无奈之下，设计团队将目光投向国外。位于美国旧金山一座名为奥克兰海湾大桥的单塔自锚抗震悬索钢桥引起了设计团队的注意。其单塔结构恰恰符合济新黄河大桥的桥型设计要求。而济新黄河大桥北岸一处靠近崖壁的低矮山体，又给建设混凝土锚桩提供了合适点位。设计团队一拍即合，提出破局构想——采用单塔、地锚、主缆回转方式建桥。
“南岸立塔，北岸不建塔，用锚碇‘拽’住主缆再让它折返。”帅勇解释，“就像一个人，左手拽住南岸，右手拉着绕过北岸的绳索往回拉。”
2024年，这一颠覆性设计通过严苛的试验。109米高的南岸主塔如定海神针，7.3万立方米的北岸锚碇化身“千斤坠”，以17万吨自重牢牢“钉”入山体。“省去北岸塔基开挖的步骤，不仅保护了地质遗迹，还破解了施工场地狭小的困局。”帅勇说。
主缆“画圈”：1613米钢缆极限折返
济新黄河大桥的主缆在黄河之上画了一个“圈”，1613米的钢缆以折返方式锚固于单塔与山崖的锚固点之间。在主缆完成“飞去、绕回”壮举的背后，是技术人员攻克三大难关的创新历程。
首先是让钢丝整齐“转弯”。传统悬索桥主缆索股呈正六边形排列，但回转缆在塔顶需竖向弯曲，在北岸转向处需水平弯曲，90度转角差导致钢丝极易扭绞。
“好比一群人直角转弯还必须保持原队形，必定人仰马翻。”济新黄河大桥项目技术负责人李波解释。为此，工程团队在缆索排列上实现突破。他们首创“斜45度排序入鞍”技术，让121股索股在45度斜面上依次入槽。“每根钢丝自然‘侧身’，转弯时受力均匀不打架。”李波说。
第二道难关，便是千米索股如何高效牵引。济新黄河大桥的单根主缆索股长1613米、重35吨。在狭窄峡谷中，传统单向牵引易扭绞、效率低。
“我们让索股‘两头跑’。”李波指着直径6米的特制索盘介绍。工程团队发明的“索股对折盘卷施工法”将索股从中部对折，头尾同盘卷绕。施工时两岸牵引设备同步发力，索股如展开的卷尺双向奔赴。
李波介绍，利用上述工法，工程团队只用了40天便完成全部121股索股的架设。这不仅使得施工效率大幅提升，而且让扭转风险降为零。
第三道难关，就是万吨拉力如何锚固。
大桥北侧的锚碇，需承受主缆折返产生的巨大水平拉力与竖向压力。“常规锚碇得挖空半座山。”李波带记者走近北岸的混凝土巨构。他们创新设计的“拟形底面U形锚室复合式锚碇”依山就势，底面雕刻成三维阶梯状与山岩咬合，内部设浅埋U形洞室容纳转向装置。
“这样的设计，不仅比传统方案少挖3万立方米土石，而且锚碇顶面还能兼做行车道。”李波告诉记者，主缆在此经L形双滑动面转索鞍平滑转向，施工预偏后自动复位，省去顶推工序，成功将万吨拉力锚固在锚碇之上。
峡谷突围：10级大风中架设钢铁“猫道”
济新黄河大桥跨越黄河小浪底水库库区，由于两侧地势高耸，中间河道狭窄，致使“狭管效应”突出，常年风速极快，对施工作业产生很大影响。
“大桥猫道（一种临时施工便道）架通那天，脚下百米深渊黄河咆哮，我们真像在刀尖跳舞！”济新黄河大桥项目党支部书记杨艳波忆起2024年6月的猫道施工，仍心头发紧。
峡谷瞬时风力达10级，传统带抗风缆的猫道系统难以适用。“猫道宽约4米，工人挂双钩安全带作业，拧紧数万颗螺栓时连扳手都不敢脱手。”杨艳波说。为此，工程团队大胆采用“二跨连续无抗风缆猫道”，通过优化承重索与面网结构，提升猫道的刚度。
峡高谷深，猫道的支撑体——高塔的架设需要抵抗大风侵袭，并在破碎岩层与狭窄作业面上进行塔基施工。施工的每一步都在与困难较量。
面对险峻环境，项目技术团队联合全国桥梁专家反复研讨，借助模拟实验、地质雷达与三维探测等现代技术手段，创新采用钻爆结合与快速成孔工艺，将桥梁的“脚”牢牢锚入山体；随后，将承台与塔座层层浇筑加固，筑起稳如磐石的基础。
基础完成后，施工重心转向塔柱。塔柱直插云天，施工团队引入液压爬模技术——模板如同“贴身铠甲”紧扣塔身，液压系统缓缓顶升，模板随塔柱同步攀升。每一次混凝土浇筑都让塔柱“长高”一截。
当塔柱昂然耸立，猫道方能从塔顶跨越峡谷。这条不足四米宽的钢铁便道，如同凌空舞动的丝带，悬挂于百米深渊之上，为主缆架设与钢桁梁吊装铺就通途。从谷底到云端，从塔基到猫道，施工脉络层层递进，绘就出一幅壮丽画卷。如今，济新黄河大桥已经贯通，待年底通车后，豫晋交通大动脉彻底打通。
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