中國交通報 2021年08月09日 第7544期
本報記者 趙珊珊 特約記者 尤超常 通訊員 劉大舉
一橋飛架，跨越天塹。近日，隨著首片主梁成功架設，浙江溫州甌江北口大橋（簡稱北口大橋）正式進入主橋加勁梁吊裝施工階段，大橋計劃今年年底建成，屆時從溫州樂清過江至龍灣的車程將從1個多小時縮短至15分鐘。
北口大橋是世界首座三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋，上層為甬莞高速公路，下層為228國道，全長7.9公里，其中跨越甌江的主橋長2090米。該工程是目前我國乃至世界技術難度最大、建造工藝最為復雜的橋梁之一。
項目建設過程中，在溫州交通發(fā)展集團的領導下，溫州甌江口大橋公司從項目實際出發(fā)，積極謀劃、勇于創(chuàng)新，堅持以高品質打造新的中國橋梁名片。結構獨特 創(chuàng)三個世界之首
溫州交通發(fā)展集團副總經理、總工程師鄭鋒利表示，北口大橋是浙江省繼舟山連島大橋、杭州灣跨海大橋后的又一國家級重大橋梁工程，規(guī)模宏大、技術復雜，創(chuàng)三個世界之首。
受航空限高、廊道資源、雙航道通航等眾多條件制約，甌江北口大橋主橋采用世界首創(chuàng)的三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋結構。橋下主、副通航孔可滿足3000噸級船舶雙向通行，雙層橋面設計可滿足每天10.7萬輛次汽車通行的需求，將是國內通行能力最強的橋梁工程之一。“北口大橋是交通運輸部首批綠色公路示范項目，通過高速公路和普通國道‘兩橋合建’的創(chuàng)新設計，節(jié)約土地約193畝，體現出項目全面落實綠色發(fā)展理念。”鄭鋒利說。
同時，為提高海洋環(huán)境下橋梁結構耐久性能，甌江北口大橋在多塔連跨懸索橋結構體系中采用了A字形混凝土中塔結構，為世界首創(chuàng)，使橋梁整體剛度得到較大提升，顯著降低了橋梁后期養(yǎng)護費用和難度。
考慮到橋位區(qū)水文、地質、航道船舶通行等因素，北口大橋中塔沉井采用世界首例超強河口深厚淤泥質土層超大型沉井基礎方案。相較類似常見跨海橋梁群樁基礎，中塔沉井基礎剛度大，抗船舶撞擊能力和沖刷能力更強，安全可靠性更高，且經濟優(yōu)勢明顯。
94天架起大橋“生命線”
主纜是懸索橋的主要承重構件，是大橋的“生命線”，其牽引是橋梁上部結構施工中最為復雜、最為關鍵的工序。北口大橋有左右兩根主纜，每根主纜由169根索股組成，單根索股長約2300米，重約54噸，需要穿過南塔、中塔、北塔，最后固定在錨碇上。
為解決A字形剛性混凝土中塔索股和索鞍之間的滑移問題，北口大橋中塔主索鞍首次采用了深槽索鞍。鞍槽最大深度達929毫米，索鞍中間設置豎向隔板，索股與豎向隔板之間相距僅1.6毫米。若采用傳統入鞍方式，不僅操作困難，還容易引起散絲、鼓絲等質量問題。為此，中交二航局施工團隊研發(fā)了國內首臺梳齒型主索鞍深槽入鞍機器人，創(chuàng)新采用液壓頂桿作為機械手，通過液壓頂桿將索股“推”進索鞍，整個過程平穩(wěn)可控，相比傳統人工入鞍施工效率提升30%。
為配合深槽入鞍機器人，項目團隊還創(chuàng)新研發(fā)了AI智能視覺識別測量技術，即先在一般索股與基準索股的跨中安裝發(fā)光標靶，采用工業(yè)相機采集圖像，并基于深度學習算法學習標靶特征，通過像素距離換算實際空間距離，計算出一般索股與基準索股的高差，實現全天候環(huán)境下一般索股的高精度、自動、遠程、實時測量。
在主纜架設施工中，項目團隊研發(fā)了標尺索股架設工藝，并成功獲得發(fā)明專利授權，打破了索股架設只能白天牽索、晚上調索的被動局面，從工藝上實現索股牽引、調索的流水作業(yè)，大幅提高了索股架設工效。施工高峰期每天可完成單幅7根索股牽引，施工效率提高約40%。
經統計，北口大橋貓道施工及主纜架設僅用時94天，創(chuàng)國內施工紀錄。
高難度吊梁 高精度安裝
北口大橋主橋上部結構由110榀加勁梁組成，采用板桁組合式整體鋼桁梁結構。加勁梁在工廠內加工制造、拼裝結合，采用甲板駁船水運至施工現場。
溫州甌江口大橋公司總經理潘濟告訴記者，在所有主梁中，最大節(jié)段重達813噸，國內現有纜載吊機無法滿足單臺起吊需求。為解決這一難題，溫州甌江口大橋公司聯合中交二航局等單位共同研發(fā)了4臺千噸級纜載吊機。
“相較于多臺吊機聯合作業(yè)，使用單臺千噸級吊機可大幅節(jié)約設備費用、提升工效。”潘濟介紹，該纜載吊機單臺自重達330余噸，是當前世界吊重能力最強的纜載吊機。
為把主梁精確安裝到高140余米、中間寬40余米的主纜上，項目多次召開專題會，邀請專家研究方案，主要構件采用塔頂門架吊裝系統提升安裝，小型組件采用塔機起吊，歷時3天安裝到位，上下游行走機構偏差不超過兩厘米。
主梁吊裝就好比在大江上“見縫插針”，起吊和就位難度高。纜載吊機采用了集人機界面、傳感器技術、通訊技術于一體的PLC控制技術，保證加勁梁在頂升、下放及前進過程中同步動作并及時糾偏。纜載吊機還采用滾輪式行走方式，有效提高行走速度，將加勁梁安裝誤差控制在5毫米以內。
首片主梁吊裝成功后，項目立即召開首件總結會，創(chuàng)造性提出“柔性空中工廠”概念，即利用行車機構、纜載吊機、動力收線裝置、控制室等成套設備，實現全橋加勁梁吊裝全流程標準化作業(yè)目標，為后續(xù)加勁梁吊裝工效提升打下堅實基礎。
放眼甌越大地，曾經山長水險，如今“海陸空鐵”立體交通網完善。今年年底北口大橋建成后，對完善國家公路網，提高東部沿海公路運輸大通道通行能力，進一步加強長三角、海峽西岸和珠三角地區(qū)溝通聯系，緩解甬臺溫高速公路壓力，推進溫臺產業(yè)帶和溫州甌江口產業(yè)集聚區(qū)發(fā)展等具有重要作用。