“蚂蚁搬家”“贪吃蛇过道”，解码济南如何在黄河上构建最宽大桥

齐鲁晚报•齐鲁壹点记者 于泊升

经过1000多个日夜的建设，济南黄河凤凰大桥于1月18日正式通车，大桥整幅全宽61.7米，是目前黄河上最宽桥梁，包含自锚式悬索桥、连续组合钢箱梁桥等结构形式，施工中最多采用了100台1200吨千斤顶同时顶推工作，以“贪吃蛇”过道与“蚂蚁搬家”的方式完成顶推合龙，大桥总用钢量达到了11.4万吨……

桥面架设咋进行？

100台1200吨千斤顶同时工作

18日上午，记者从南口收费站驱车驶入济南黄河凤凰大桥，从南端望去，大桥犹如一条彩练横跨黄河两岸，主桥连接引桥后向前延申，视线消失在北岸大堤，桥梁整体工业质感突出，在黄河上进行如此超级工程建设技术含量颇高。

“项目主桥钢箱梁采用了从南北两侧向中间步履式的顶推施工工艺，实现了47000吨的钢箱梁的顶层施工。”黄河凤凰大桥相关技术人员介绍，大桥桥面的架设是钢箱梁的顶推施工过程，一轮轮的钢箱梁通过顶推工艺拼接起来后连接成桥面主体。

济南黄河凤凰大桥为三钢塔自锚式悬索桥，超宽、超重、长距离钢箱梁顶推施工，施工难度大，中交二航局凤凰大桥项目部在主桥南北两端各设计了一处提梁站，将一节节钢箱梁提升至约30米的高度，再由两侧向中央顶推，直至中塔合龙。

“我们采用的是分布式多点步履顶推技术，顶推最多采用100台1200吨千斤顶同时工作。钢箱梁顶推有点类似于‘贪吃蛇’。”项目副经理朱如俊介绍，将钢箱梁吊装至指定位置后与上一节焊接，再向前顶推，在前进过程中钢箱梁不断加长，直至合龙。“贪吃蛇”前进的动力主要来自100台千斤顶，相当于100只脚。

值得注意的是，大桥在顶推施工中，创新采用了步履式无人化自动顶推系统和顶推施工实施监测系统。通过自动顶推系统，钢箱梁下胎后吊装进行顶推，由两侧依次递进向中间拼接，通过优成同步程序、增加预顶受力、实现位移升降同步、增加每个动作到位信号显示与自动判断识别，实现顶推过程无人化，且一个顶推循环周期时间由600秒减少到300秒左右。

记者了解到，在顶推施工时，通过智能云盒采集各传感器初始信号，Web端进行实时展示和预警，提供直观的顶推施工数据监测界面，对施工监控数据进行实时分析与展示，为施工决策提供更为直观合理的依据。

超重结构咋吊装？

化零为整，“蚂蚁搬家”

大跨径、超宽的桥面在为人员和车辆提供了极大便利的同时，也给施工带来了极大的挑战。“黄河非通航水域超大体量钢结构施工是我们面临的四大难题之一。”项目现场负责人韩景磊说：“主桥钢箱梁共计4.7万吨，最大节段重量约400吨，由于黄河不通航，无大型水上起重设备，钢箱梁重量大、幅面宽，现场施工难度大、风险高。”

针对这一难题，现场采用了“蚂蚁搬家”的方式，主桥钢箱梁施工以化零为整的原则，采用“三地”建造模式，也就是钢结构制造基地制作单元件、济南拼装场地总拼、桥位处提梁焊接的施工方式，以此提高现场总拼工效。

“除了钢箱梁用钢量高之外，大桥其他结构的用钢需求也较大，黄河凤凰大桥的总用钢量达到了11.4万吨。”记者从建设单位获悉，凤凰大桥用钢量相当于2.5个鸟巢外部结构的用钢量，其中最具标志性的三个钢塔用钢量为1.5万吨，是法国标志性建筑埃菲尔铁塔的两倍多。

从下游望去，凤凰大桥的三个钢塔像地标一样矗立在前方，中塔与南北两座边塔呈现出对称之美，中塔与边塔之间就是大桥主跨区域，主桥主跨2乘428米，宽61.7米，跨度、宽度及长度均居同类桥型世界之最，是世界最大跨度三塔自锚式悬索桥。其北侧垮堤引桥主跨245米，是世界最大跨度连续组合钢箱梁桥，也是世界上桥面最宽的特大组合钢箱梁桥。

大桥之重谁支撑？

主缆受力转换紧紧锁住桥面

上午八点，记者来到黄河凤凰大桥桥面主塔的位置，仰望钢塔，有泰山压顶之感，整个塔楼呈A字型结构，作为自锚式悬索桥，凤凰大桥没有桥墩，承重及受力由钢塔、主缆等完成，桥塔的建设自然也成了施工的重难点。

记者从中交二航局凤凰大桥项目部获悉，大桥为三塔自锚式悬索桥，中塔存在刚度取值问题，需要通过材料及结构形式的组合使用，以达到兼顾塔柱受力、主缆抗滑移能力及主梁刚度要求。同时，由于三塔自锚式悬索桥的边塔要承受整体升降温及收缩徐变产生的内力，边塔刚度取值直接关系到其塔顶主缆的抗滑稳定性及自身受力大小。

为了选取合理的桥塔结构形式，黄河凤凰大桥桥塔横桥向采用了A形结构，以适应双索面布置。

在桥塔外侧，一根根吊索成射线连接到桥面，通过受力将大桥稳稳地固定，具有力量感，建设中，施工人员通过猫道进行主缆吊索作业，吊索安装完毕后，通过受力转换，将支撑桥面的力量从临时桥墩转移到主塔、主缆上。

2021年8月28日，随着最后一组吊杆张拉完成，黄河凤凰大桥主桥体系转换顺利完成，大桥主桥体系转换是全桥建设的重中之重，直接关系到结构的成桥及后期运营状态。体系转换是通过有顺序的吊索张拉，将原来临时墩承受的主桥上部结构荷载，逐渐转换到缆索系统受力。

据济南城市建设集团项目负责人李盘山介绍，大桥主缆为四跨双索面空间线型，体系转换过程中需克服吊杆偏角较大、张拉力大（最大520吨）、张拉分级多等困难。针对自锚式悬索桥空间缆独有特点，施工现场加强了技术攻关、邀请业内知名大师参加专家评审。

多通道桥梁咋布置？

公路轨道在同层，轨道交通居中央

从南口收费站上桥后，可以清晰地看到主桥中部的轨道交通预留通道，目前该通道已经铺满了石块，为后期轨道铺设预留了空间。

记者了解到，目前国内已建或在建的公路及轨道共建桥梁，多采用分层布置的模式，即上层布置机动车道，下层布置轨道交通。据介绍，济南段黄河为悬河，黄河大堤堤顶与两岸接线地面标高差10多米，分层布置会导致两岸接线长度加长，而且与南北两岸的横向交叉道路连通比较困难，因此济南黄河凤凰大桥采用了公轨同层布置。

中交二航局济南黄河凤凰大桥项目部相关负责人称，公轨同层布置桥梁在公路、轨道的同层布局上，分为轨道交通对称布置在结构外侧、轨道交通布置于结构单侧及轨道交通居中布置三种形式。从结构受力的合理性以及轨道交通运行的安全性上来看，轨道交通布置在外侧桥面排水不易处理，在发生紧急情况时，轨道交通布置在桥梁内侧对疏散人群更为有利，凤凰大桥的最终样式为“公轨同层，轨道居中”。塔柱从主梁桥面公路交通与轨道交通之间穿过，兼顾景观效果和行车安全。

为集约利用宝贵的过河通道资源，节省工程造价，黄河凤凰大桥项目只在跨黄河段桥梁为公路交通与轨道交通共建段，其他桥段为公路交通与轨道交通分离布置。

在轨道交通的外侧，是已经具备通车条件的双向八车道的公路通道，道路等级为一级公路兼城市主干路，每幅桥宽16.5 米，设计时速60公里每小时。与此前通车的济南黄河济泺路隧道不同，黄河凤凰大桥在最外侧设置了非机动车道和人行道，在桥头堡的位置建设了上桥通道，行人可以通过电梯或步梯登临桥面。