濟(jì)南是我國(guó)黃河流域少數(shù)幾個(gè)處于地上懸河段的省會(huì)城市，多年來(lái)，黃河一直是制約濟(jì)南城市發(fā)展的一道天塹。今年通車(chē)的濟(jì)南黃河鳳凰大橋采用“公軌同層，軌道居中”的設(shè)計(jì)方案，集約利用過(guò)河通道資源，降低工程規(guī)模，節(jié)省工程投資，并兼顧景觀效果，促進(jìn)了黃河兩岸的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

　　濟(jì)南黃河鳳凰大橋全長(zhǎng)3788米，是世界大跨度三塔自錨式懸索橋。建設(shè)之初，中交建設(shè)者就確立了高品質(zhì)建橋的目標(biāo)。通過(guò)采用多項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)，攻克了諸多施工難題，確保了項(xiàng)目順利建成。

　　“化整為零”建橋

　　

　　濟(jì)南黃河鳳凰大橋鋼結(jié)構(gòu)施工體量大，總用鋼量約11.4萬(wàn)噸，相當(dāng)于2.7個(gè)鳥(niǎo)巢外部結(jié)構(gòu)。主橋長(zhǎng)1332米，兩個(gè)主跨均為428米，橋面寬61.7米，相當(dāng)于3個(gè)和諧號(hào)動(dòng)車(chē)頭車(chē)的長(zhǎng)度。大跨徑、超寬橋面的設(shè)計(jì)為施工帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

　　主橋鋼箱梁共計(jì)4.7萬(wàn)噸，大節(jié)段重量約390噸?！氨Ｙ|(zhì)保量如期完工的關(guān)鍵之一是要保證大量鋼材，特別是鋼箱梁節(jié)段的質(zhì)量，并解決大型鋼箱梁的運(yùn)輸、拼裝和架設(shè)等問(wèn)題?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人韓景磊說(shuō)。

　　由于黃河不通航，整體運(yùn)送鋼箱梁的方案無(wú)法實(shí)施。項(xiàng)目部提出“化整為零”的運(yùn)輸方案?！拔覀兿裎浵伆峒乙粯?，把節(jié)段分成零散的部分，分別運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)再拼好?！表n景磊解釋道。

　　項(xiàng)目部采用“三地”建造模式，即鋼結(jié)構(gòu)制造基地制作單元件、濟(jì)南拼裝場(chǎng)地總拼、橋位處提梁焊接的方式，大限度利用工廠標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、自動(dòng)化加工的優(yōu)勢(shì)，有效確保了鋼箱梁的質(zhì)量。

　　“鋼結(jié)構(gòu)板單元在專業(yè)加工廠制作，后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼成9米長(zhǎng)、61.7米寬的節(jié)段。無(wú)線遙控的自平衡運(yùn)梁車(chē)運(yùn)輸節(jié)段到封閉廠房進(jìn)行噴砂和涂漆，然后再運(yùn)至提梁站，采用4臺(tái)200噸連續(xù)提升千斤頂?shù)跎蠘蛎?。”?xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人吳在雄回憶整個(gè)過(guò)程，他說(shuō)，“一岸的箱梁提上去后，我們還要將其往對(duì)岸架設(shè)，配合全橋共104套1200噸的步履式千斤頂同步進(jìn)行頂推?！?/span>

　　項(xiàng)目部在大橋南北兩岸各設(shè)一處提梁站，并進(jìn)行了改造，實(shí)現(xiàn)“一站多用”的功能?！耙酝奶崃赫局荒芡粋€(gè)方向頂推，如果要轉(zhuǎn)換方向，差不多要推倒重建。我們對(duì)提梁站進(jìn)行了改造，在完成主橋吊裝任務(wù)后，可實(shí)現(xiàn)反方向鋼箱梁的吊裝頂推。”吳在雄說(shuō)。

　　2021年國(guó)慶節(jié)前，大橋通過(guò)交工驗(yàn)收，建設(shè)品質(zhì)得到業(yè)主、監(jiān)理單位的一致好評(píng)，為大橋順利通車(chē)創(chuàng)造了有利條件。

　　“千絲萬(wàn)縷”完成精妙轉(zhuǎn)換

　　

　　大橋作為世界大跨度三塔自錨式懸索橋，共設(shè)置2根主纜，采用雙索面空間線型。單根主纜長(zhǎng)1200余米，每根主纜由61束索股組成，每股又有127根直徑6.2毫米、抗拉強(qiáng)度1960兆帕的合金高強(qiáng)度鋼絲。

　　“保證大橋建設(shè)高品質(zhì)，控制主纜索股架設(shè)精度、索股張力勻值性、索夾初始安裝位置和后續(xù)體系轉(zhuǎn)換等是工程的重難點(diǎn)?！眳窃谛壅f(shuō)。

　　項(xiàng)目部首創(chuàng)標(biāo)尺索股法架設(shè)主纜，即在出廠前預(yù)整形并在特定位置做好標(biāo)記，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照標(biāo)記點(diǎn)毫米級(jí)入鞍及錨固，微調(diào)后即可實(shí)現(xiàn)索股線型的高精度需求，這在國(guó)內(nèi)同類項(xiàng)目中為首次采用。同時(shí)，采取“白天牽引、夜間調(diào)索”的模式，力求安全地完成主纜架設(shè)。

　　另一個(gè)難題就是大橋受力結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)換，即通過(guò)有順序的吊索張拉，將原來(lái)臨時(shí)墩承受的主橋上部結(jié)構(gòu)荷載，逐漸轉(zhuǎn)換到纜索系統(tǒng)受力。

　　鋼砼組合箱梁的重量大，總共加起來(lái)近6.5萬(wàn)噸。主纜是空間纜結(jié)構(gòu)，再加上三塔的結(jié)構(gòu)，整個(gè)體系轉(zhuǎn)化過(guò)程是很大的挑戰(zhàn)。“體系轉(zhuǎn)換是全橋建設(shè)的重中之重，高精度的轉(zhuǎn)換工藝既是保障橋梁品質(zhì)的關(guān)鍵，也直接關(guān)系到受力結(jié)構(gòu)是否達(dá)標(biāo)及后期運(yùn)營(yíng)狀態(tài)?！眳窃谛壅f(shuō)。

　　項(xiàng)目部針對(duì)自錨式懸索橋空間纜獨(dú)有特點(diǎn)，多次優(yōu)化施工方案，邀請(qǐng)專家參加評(píng)審。終，通過(guò)采用合理的張拉順序、多點(diǎn)分級(jí)張拉、三次索鞍頂推、橫向臨時(shí)拉索、配重混凝土分次澆筑等措施確保了主橋纜索體系順利施工。依托該施工工藝，研發(fā)出新型吊桿張拉裝置及橫向臨時(shí)拉索系統(tǒng)，提高了施工效率并申報(bào)了發(fā)明專利。

　　千里之外遙控“巨龍”

　　

　　伴隨著智能化、信息化技術(shù)的發(fā)展，高品質(zhì)橋梁不僅在建造過(guò)程中越來(lái)越注重應(yīng)用新型科技，同時(shí)其自身也成為了新技術(shù)的搖籃和試驗(yàn)田。在黃河鳳凰大橋，一項(xiàng)名為“超寬長(zhǎng)聯(lián)鋼箱梁步履式自平衡智能頂推”的新技術(shù)極具代表性。

　　該技術(shù)有智能協(xié)同、實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制的特點(diǎn)。無(wú)人值守步履式頂推設(shè)備搭配智能監(jiān)控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)聯(lián)鋼箱梁高精度智能化頂推，應(yīng)用前景廣泛。

　　2020年春節(jié)前后，新冠疫情爆發(fā)，回武漢過(guò)年的頂推技術(shù)人員無(wú)法及時(shí)返崗。接到復(fù)工指令后，二航局武港院肖爽等12名技術(shù)員從湖南趕到鳳凰大橋建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)。

　　“基本上都是北岸頂推完，南岸接著推，之后北岸又開(kāi)始?！毙に貞浧鸪醯那闆r說(shuō)，“一次頂推9小時(shí)，要全程盯著屏幕，結(jié)合2000多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的反饋信息，時(shí)刻關(guān)注設(shè)備線性和同步性。當(dāng)鋼箱梁逐漸變長(zhǎng)，投入設(shè)備越來(lái)越多，頂推系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試力量不足的矛盾開(kāi)始出現(xiàn)了?！?/span>

　　為了解決問(wèn)題，頂推團(tuán)隊(duì)想到了互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)。他們緊急聯(lián)系武漢的控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程師邱未，利用“向日葵遠(yuǎn)程控制軟件+微信視頻連線”的方式，將相隔千里的武漢辦公室和濟(jì)南現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系起來(lái)。

　　遠(yuǎn)程力量推動(dòng)了工程進(jìn)展，也帶來(lái)了新的問(wèn)題。高峰期預(yù)計(jì)有50臺(tái)設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，怎樣保證設(shè)備步調(diào)一致?這成了肖爽心頭的困惑。

　　“這要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及測(cè)量，得出各控制單元的速度調(diào)整指令后，通過(guò)總線傳輸反饋到各控制單元，再根據(jù)指令按比例降低各設(shè)備的實(shí)際速度，終實(shí)現(xiàn)同步。”邱未說(shuō)。

　　分散在濟(jì)南和武漢兩地的智慧力量，經(jīng)過(guò)多番徹夜的遠(yuǎn)程交流，合力將編寫(xiě)好的程序輸入到分控箱中。智能協(xié)同系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測(cè)100多臺(tái)頂推設(shè)備動(dòng)作是否到位、設(shè)備與梁面是否貼合、梁體與支撐墩是否脫開(kāi)等的理想效果。

　　僅需0.1秒，系統(tǒng)就能篩選出佳標(biāo)準(zhǔn)路徑，且誤差值控制在5毫米。系統(tǒng)還具有學(xué)習(xí)功能，根據(jù)錄入數(shù)據(jù)的更新，不斷“豐富知識(shí)”，全自動(dòng)、無(wú)人化的頂推輕松實(shí)現(xiàn)。

　　新工藝不僅能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人同步頂推，過(guò)程還無(wú)噪音污染。鋼箱梁前探的導(dǎo)梁上，竟有鳥(niǎo)兒筑了窩，時(shí)刻在前進(jìn)的龐然大物，鳥(niǎo)兒竟然能不受頂推干擾，安然筑巢。

　　2021年6月，中國(guó)公路學(xué)會(huì)在武漢組織召開(kāi)科技成果評(píng)價(jià)會(huì)。會(huì)上經(jīng)專家評(píng)價(jià)，“無(wú)人化頂推技術(shù)”科技成果被評(píng)為國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　“鳳羽”建環(huán)保橋

　　

　　鋼結(jié)構(gòu)在大跨徑橋梁中應(yīng)用廣泛、優(yōu)勢(shì)明顯，但大量工程實(shí)踐表明，時(shí)間一長(zhǎng)，鋼橋面板容易出現(xiàn)疲勞裂縫問(wèn)題。這些病害嚴(yán)重影響到鋼橋面的耐久性和使用性能，甚至可能給橋梁安全帶來(lái)隱患。

　　高品質(zhì)建設(shè)不能給橋梁留下安全隱患，項(xiàng)目部將目光聚焦到“超級(jí)混凝土”上，這也是除了無(wú)人無(wú)噪音的頂推工藝外，大橋另一項(xiàng)顯著的環(huán)保特征。

　　“超級(jí)混凝土”也叫超高性能混凝土，其抗壓與抗折強(qiáng)度是普通混凝土的5到10倍;韌性非常好，抗斷裂性能是普通混凝土的250倍，僅次于鋼材;耐久性更好，可以作為橋面板的磨耗層而不需要任何額外的保護(hù)措施。同時(shí)，它內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，幾乎沒(méi)有毛細(xì)孔，仿佛一層強(qiáng)力的“鳳羽”，保護(hù)橋面不受液體或者氣體滲透，能經(jīng)受強(qiáng)腐蝕環(huán)境下的嚴(yán)苛考驗(yàn)。

　　吳在雄介紹，鋼橋面上先鋪設(shè)8厘米厚的超高性能混凝土，再進(jìn)行瀝青鋪裝，形成超高性能輕型組合橋面結(jié)構(gòu)。與常規(guī)的鋼橋面瀝青鋪裝相比，這種組合結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)明顯：“超高性能混凝土層顯著提高了橋面板的剛度，消除橋面板疲勞開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn);在運(yùn)營(yíng)中超高性能混凝土層無(wú)需更換，僅需對(duì)鋪裝瀝青層定期翻修，價(jià)格低廉、施工便利;超高性能混凝土層厚度薄、自重輕，更適用于大跨徑鋼橋?！?/span>

　　盡管超高性能混凝土價(jià)格較高，約為普通混凝土的10倍。但其用量更小、使用壽命更長(zhǎng)、后期養(yǎng)護(hù)成本更低，還能降低50%以上施工期間的二氧化碳排放，更為綠色環(huán)保。在施工現(xiàn)場(chǎng)，超高性能混凝土布料攤鋪整平，由布料、整平及養(yǎng)護(hù)一體機(jī)設(shè)備完成，自動(dòng)化程度高、平整度控制精度高、且大大節(jié)省了人工。

　　“大橋以‘華山記憶’為燈光主題，采用多組立桿大功率投光燈，從3個(gè)方向照亮橋塔，有機(jī)融入黃河生態(tài)景觀風(fēng)貌帶?！表n景磊介紹大橋的燈光布置。“重要節(jié)日大橋會(huì)開(kāi)啟特色的節(jié)慶模式，色彩動(dòng)態(tài)隨節(jié)日氣氛變化，未來(lái)可成為濟(jì)南新的網(wǎng)紅打卡點(diǎn)之一?！?/span>

　　建成后的大橋連接黃河兩岸，為深入推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的交通保障，也對(duì)完善區(qū)域規(guī)劃路網(wǎng)、提高路網(wǎng)運(yùn)輸能力、改善區(qū)域交通出行環(huán)境發(fā)揮巨大作用，對(duì)推動(dòng)濟(jì)南新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換起步區(qū)建設(shè)、擴(kuò)展城市發(fā)展空間，促進(jìn)濟(jì)南經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。