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

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

　　“化整為零”建橋

　　

　　濟南黃河鳳凰大橋鋼結構施工體量大，總用鋼量約11.4萬(wàn)噸，相當于2.7個(gè)鳥(niǎo)巢外部結構。主橋長(cháng)1332米，兩個(gè)主跨均為428米，橋面寬61.7米，相當于3個(gè)和諧號動(dòng)車(chē)頭車(chē)的長(cháng)度。大跨徑、超寬橋面的設計為施工帶來(lái)了挑戰。

　　主橋鋼箱梁共計4.7萬(wàn)噸，大節段重量約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，特別是鋼箱梁節段的質(zhì)量，并解決大型鋼箱梁的運輸、拼裝和架設等問(wèn)題?！表椖控撠熑隧n景磊說(shuō)。

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

　　項目部采用“三地”建造模式，即鋼結構制造基地制作單元件、濟南拼裝場(chǎng)地總拼、橋位處提梁焊接的方式，大限度利用工廠(chǎng)標準化、機械化、自動(dòng)化加工的優(yōu)勢，有效確保了鋼箱梁的質(zhì)量。

　　“鋼結構板單元在專(zhuān)業(yè)加工廠(chǎng)制作，后運至現場(chǎng)拼成9米長(cháng)、61.7米寬的節段。無(wú)線(xiàn)遙控的自平衡運梁車(chē)運輸節段到封閉廠(chǎng)房進(jìn)行噴砂和涂漆，然后再運至提梁站，采用4臺200噸連續提升千斤頂吊上橋面?！表椖考夹g(shù)負責人吳在雄回憶整個(gè)過(guò)程，他說(shuō)，“一岸的箱梁提上去后，我們還要將其往對岸架設，配合全橋共104套1200噸的步履式千斤頂同步進(jìn)行頂推?！?/span>

　　項目部在大橋南北兩岸各設一處提梁站，并進(jìn)行了改造，實(shí)現“一站多用”的功能?！耙酝奶崃赫局荒芡粋€(gè)方向頂推，如果要轉換方向，差不多要推倒重建。我們對提梁站進(jìn)行了改造，在完成主橋吊裝任務(wù)后，可實(shí)現反方向鋼箱梁的吊裝頂推?！眳窃谛壅f(shuō)。

　　2021年國慶節前，大橋通過(guò)交工驗收，建設品質(zhì)得到業(yè)主、監理單位的一致好評，為大橋順利通車(chē)創(chuàng )造了有利條件。

　　“千絲萬(wàn)縷”完成精妙轉換

　　

　　大橋作為世界大跨度三塔自錨式懸索橋，共設置2根主纜，采用雙索面空間線(xiàn)型。單根主纜長(cháng)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、抗拉強度1960兆帕的合金高強度鋼絲。

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

　　項目部首創(chuàng )標尺索股法架設主纜，即在出廠(chǎng)前預整形并在特定位置做好標記，現場(chǎng)對照標記點(diǎn)毫米級入鞍及錨固，微調后即可實(shí)現索股線(xiàn)型的高精度需求，這在國內同類(lèi)項目中為首次采用。同時(shí)，采取“白天牽引、夜間調索”的模式，力求安全地完成主纜架設。

　　另一個(gè)難題就是大橋受力結構的體系轉換，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構荷載，逐漸轉換到纜索系統受力。

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

　　項目部針對自錨式懸索橋空間纜獨有特點(diǎn)，多次優(yōu)化施工方案，邀請專(zhuān)家參加評審。終，通過(guò)采用合理的張拉順序、多點(diǎn)分級張拉、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，提高了施工效率并申報了發(fā)明專(zhuān)利。

　　千里之外遙控“巨龍”

　　

　　伴隨著(zhù)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)的搖籃和試驗田。在黃河鳳凰大橋，一項名為“超寬長(cháng)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)自適應控制的特點(diǎn)。無(wú)人值守步履式頂推設備搭配智能監控平臺可實(shí)現長(cháng)聯(lián)鋼箱梁高精度智能化頂推，應用前景廣泛。

　　2020年春節前后，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現場(chǎng)。

　　“基本上都是北岸頂推完，南岸接著(zhù)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(zhù)屏幕，結合2000多個(gè)數據點(diǎn)的反饋信息，時(shí)刻關(guān)注設備線(xiàn)性和同步性。當鋼箱梁逐漸變長(cháng)，投入設備越來(lái)越多，頂推系統聯(lián)合調試力量不足的矛盾開(kāi)始出現了?！?/span>

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

　　遠程力量推動(dòng)了工程進(jìn)展，也帶來(lái)了新的問(wèn)題。高峰期預計有50臺設備同時(shí)運轉，怎樣保證設備步調一致?這成了肖爽心頭的困惑。

　　“這要通過(guò)現場(chǎng)監控及測量，得出各控制單元的速度調整指令后，通過(guò)總線(xiàn)傳輸反饋到各控制單元，再根據指令按比例降低各設備的實(shí)際速度，終實(shí)現同步?！鼻裎凑f(shuō)。

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

　　僅需0.1秒，系統就能篩選出佳標準路徑，且誤差值控制在5毫米。系統還具有學(xué)習功能，根據錄入數據的更新，不斷“豐富知識”，全自動(dòng)、無(wú)人化的頂推輕松實(shí)現。

　　新工藝不僅能實(shí)現現場(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，中國公路學(xué)會(huì )在武漢組織召開(kāi)科技成果評價(jià)會(huì )。會(huì )上經(jīng)專(zhuān)家評價(jià)，“無(wú)人化頂推技術(shù)”科技成果被評為國際領(lǐng)先水平。

　　“鳳羽”建環(huán)保橋

　　

　　鋼結構在大跨徑橋梁中應用廣泛、優(yōu)勢明顯，但大量工程實(shí)踐表明，時(shí)間一長(cháng)，鋼橋面板容易出現疲勞裂縫問(wèn)題。這些病害嚴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)建設不能給橋梁留下安全隱患，項目部將目光聚焦到“超級混凝土”上，這也是除了無(wú)人無(wú)噪音的頂推工藝外，大橋另一項顯著(zhù)的環(huán)保特征。

　　“超級混凝土”也叫超高性能混凝土，其抗壓與抗折強度是普通混凝土的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措施。同時(shí)，它內部結構致密，幾乎沒(méi)有毛細孔，仿佛一層強力的“鳳羽”，保護橋面不受液體或者氣體滲透，能經(jīng)受強腐蝕環(huán)境下的嚴苛考驗。

　　吳在雄介紹，鋼橋面上先鋪設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構。與常規的鋼橋面瀝青鋪裝相比，這種組合結構優(yōu)點(diǎn)明顯：“超高性能混凝土層顯著(zhù)提高了橋面板的剛度，消除橋面板疲勞開(kāi)裂風(fēng)險;在運營(yíng)中超高性能混凝土層無(wú)需更換，僅需對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(cháng)、后期養護成本更低，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。在施工現場(chǎng)，超高性能混凝土布料攤鋪整平，由布料、整平及養護一體機設備完成，自動(dòng)化程度高、平整度控制精度高、且大大節省了人工。

　　“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，有機融入黃河生態(tài)景觀(guān)風(fēng)貌帶?！表n景磊介紹大橋的燈光布置?！爸匾澣沾髽驎?huì )開(kāi)啟特色的節慶模式，色彩動(dòng)態(tài)隨節日氣氛變化，未來(lái)可成為濟南新的網(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)保護和高質(zhì)量發(fā)展提供堅實(shí)的交通保障，也對完善區域規劃路網(wǎng)、提高路網(wǎng)運輸能力、改善區域交通出行環(huán)境發(fā)揮巨大作用，對推動(dòng)濟南新舊動(dòng)能轉換起步區建設、擴展城市發(fā)展空間，促進(jìn)濟南經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。