古牛河特大橋是貴州安盤高速的控制性工程，全長(zhǎng)881.8m，半幅橋面寬16.55m。古牛河大橋跨越典型的“V”形峽谷，兩側(cè)拱座依托山體而建。主橋?yàn)橛?jì)算跨徑520m的上承式鋼箱桁架拱橋，主橋橋面到谷底高度約400m。橋梁兩側(cè)拱座是主橋最大受力點(diǎn)和最重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其混凝土均需分5次澆筑，其中安順岸拱座已累計(jì)澆筑混凝土21257m3，而盤州岸拱座將需澆筑混凝土20709 m3。

圖1 古牛河特大橋建成后效果圖

古牛河特大橋盤州岸拱座依托山體，垂直于古牛河展開，地形極為險(xiǎn)峻，自然坡度為55°～65°的陡坡，局部坡度更是達(dá)70°以上的陡崖?？紤]到盤州岸施工區(qū)域山崖陡峭、施工環(huán)境極其惡劣，且不具備運(yùn)輸車通行、設(shè)置拌合站等條件。因此，亟需解決高山峽谷地區(qū)超長(zhǎng)跨距混凝土的運(yùn)輸、澆筑及施工面等難題。

針對(duì)古牛河特大橋的客觀地形條件，項(xiàng)目組聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)蔣正武教授團(tuán)隊(duì)、三一重工廠家等進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，提出創(chuàng)新性的技術(shù)方案。方案擬定在古牛河兩岸架設(shè)一條長(zhǎng)約550m的臨時(shí)鋼絲懸索橋作為泵送運(yùn)輸平臺(tái)，同時(shí)在其上部布設(shè)兩條對(duì)稱泵送鋼管即可實(shí)現(xiàn)將混凝土從安順岸泵送至盤州岸。而要成功實(shí)現(xiàn)如此超長(zhǎng)距離的混凝土泵送施工，亟需開發(fā)出工作性能、泵送性能及力學(xué)性能均優(yōu)異的機(jī)制砂高性能混凝土。

圖2 鋼絲繩索道橋貓道設(shè)計(jì)圖

（1）超長(zhǎng)跨距泵送機(jī)制砂高性能混凝土配制技術(shù)

研究團(tuán)隊(duì)基于古牛河特大橋現(xiàn)場(chǎng)原材料開展了大量機(jī)制砂高性能混凝土配合比試驗(yàn)，通過(guò)配合比基本參數(shù)優(yōu)化技術(shù)、骨料優(yōu)化技術(shù)、礦物摻合料優(yōu)化技術(shù)、外加劑優(yōu)化技術(shù)等一系列技術(shù)，成功配制出綜合性能優(yōu)異的C30超長(zhǎng)跨距泵送機(jī)制砂高性能混凝土。此外，在經(jīng)過(guò)前后數(shù)次試驗(yàn)驗(yàn)證及模擬泵送試驗(yàn)，最終確定出適用于古牛河特大橋拱座澆筑的混凝土生產(chǎn)配合比。

圖3 混凝土配合比優(yōu)化試驗(yàn)

圖4 混凝土工作性能測(cè)試結(jié)果

（2）臨時(shí)鋼絲懸索橋泵送施工控制技術(shù)

臨時(shí)鋼絲懸索橋（也稱“貓道”）橫跨古牛河峽谷，其跨徑大、坡度大和風(fēng)力大的特點(diǎn)不利于混凝土的泵送。針對(duì)這些問(wèn)題，貓道主體采用上下兩組共8根鋼絲繩作為承重索，并于兩岸設(shè)置預(yù)壓力巖錨錨碇以作錨固。同時(shí)，兩岸共采用8根鋼絞線作為抗風(fēng)繩，進(jìn)一步強(qiáng)化貓道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，考慮到混凝土泵送荷載，為避免泵送過(guò)程中貓道產(chǎn)生嚴(yán)重傾斜，在鋪設(shè)泵送管時(shí)于貓道面層上沿中線方向?qū)ΨQ鋪設(shè)2根泵送管。通過(guò)以上優(yōu)化控制技術(shù)，貓道總體剛度和穩(wěn)定性較好且于風(fēng)荷載下振幅不大，能夠滿足古牛河特大橋超長(zhǎng)跨距泵送施工條件。

圖5  建成使用的古牛河特大橋貓道

（3）基于模擬泵送試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)管控技術(shù)

      為確保盤州岸拱座大體積混凝土的連續(xù)澆筑順利完成，項(xiàng)目組提前組織進(jìn)行C30機(jī)制砂高性能混凝土模擬泵送試驗(yàn)，并于試驗(yàn)前召開籌備會(huì)和技術(shù)交底會(huì)。會(huì)議針對(duì)原材料儲(chǔ)備、車輛調(diào)度、人員值守、交通疏導(dǎo)、后勤服務(wù)等制定專項(xiàng)方案，并不斷進(jìn)行細(xì)化和動(dòng)態(tài)調(diào)整。全力加強(qiáng)人員配備、機(jī)械設(shè)備和物資投入，確?！扒熬€人員”無(wú)后顧之憂。強(qiáng)化各項(xiàng)施工工序有效銜接，采取“兩班倒”不間斷連續(xù)澆筑，測(cè)量人員與安全人員24h對(duì)貓道垂度、各個(gè)關(guān)鍵部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)和排查；嚴(yán)格按配合比進(jìn)行混凝土攪拌，安排專人值守和檢測(cè)；采用智能溫控系統(tǒng)和專人實(shí)時(shí)監(jiān)控泵送混凝土內(nèi)外溫度，同時(shí)采取“內(nèi)降外保”等措施，確保大體積混凝土泵送、澆筑過(guò)程萬(wàn)無(wú)一失。

圖6 模擬泵送試驗(yàn)技術(shù)交底會(huì)

圖7 模擬泵送試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

4月16日，單管模擬泵送混凝土試驗(yàn)成功；5月18日，雙管遠(yuǎn)距離泵送混凝土試驗(yàn)成功，且各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合施工要求；5月26日，盤州岸拱座澆筑順利完成。該項(xiàng)目不僅是同濟(jì)可持續(xù)混凝土團(tuán)隊(duì)近期科研成果在貴州重大工程中的進(jìn)一步突破和應(yīng)用，也是同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院以及先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)面向國(guó)家重大戰(zhàn)略和重大工程建設(shè)需求、開展長(zhǎng)期“產(chǎn)學(xué)研用”合作的成果結(jié)晶。