京台高速齐济段作为G3京台高速、G35济广高速与济南绕城高速的共线段,既是国家干线动脉,又是济南都市圈的核心集散通道。数据显示,2019年该路段日均交通量已达13.6万标准车次,其中大型货车占比27.5%,常年超负荷运转导致拥堵指数居高不下。面对黄河桥位的稀缺性、既有道路的不可替代性,叠加黄河流域生态保护和交通强国战略需求,“六改十二”车道的改扩建方案成为破局关键。
多重挑战下的精密攻坚
走进京台高速齐济段改扩建项目沉浸式体验馆,三维沙盘映入眼帘。“这是国内首个六改十二车道高速公路改扩建工程。”项目办综合计划处处长王伟介绍道,项目采用“两侧分离加宽高架桥为主+黄河大桥单侧分离加宽+起终点衔接段两侧拼宽”的模式,也就是在既有黄河特大桥下游新建一座双向六车道黄河特大桥,其余路段以两侧新建单向三车道方式拓宽,最终形成双向十二车道的“超级动脉”。
然而,这条“超级动脉”的建设面临多重挑战。项目多次跨越铁路和既有高速公路,如何在不中断交通的同时安全高效地进行施工,成为摆在建设者面前的一道难题。
在列车飞驰的铁路线上方,重达万吨的跨越京沪铁路三四线转体桥需要精准旋转89°,转体后必须保证轴线误差不大于10毫米,高程误差不大于20毫米。“这是真正的‘刀尖起舞’。”项目办副主任章清涛说,项目跨越京沪铁路三四线、水白铁路等4处铁路干线,对施工精度和安全提出了极高要求。为确保万无一失,团队联合铁路部门及行业专家反复论证方案,通过三维模拟预演全过程,确保每一个细节都精确无误。
由于黄河大桥为单侧新建,项目新建路段需要两次跨越既有高速公路。传统施工往往需要封闭道路,而项目团队首创“钢混组合梁小角度跨越+横向滑移”技术,实现“施工不扰民,建设不断行”。
“在小角度跨越既有道路施工环节,我们采用原位拼装加侧向横移相结合的方式,即在联墩旁的拼装平台上对杆件梁体进行组装焊接,检测合格后开展横移施工。”项目办质量安全处处长姚望说,“这种施工方式犹如在交通动脉上实现精密外科手术,整个过程对既有高速公路车辆的正常行驶毫无影响。”
以黄河特大桥北引桥为例,360米钢混梁在墩旁支架拼装后,通过自主研发的履带式顶推设备横向滑移到位。该设备为国内首创履带循环顶推工艺设备,开创性地运用差速技术,实现顶推过程中梁轴线动态自动纠偏,并通过北斗定位与多传感器参数融合,结合自适应智能算法,实现毫米级位移监测,相比传统设备,顶推效率提升两倍、成本降低15%。
智能化技术同样为精密攻坚提供了强大支撑。在项目预制梁场,机械臂抓取钢筋,激光定位仪精准定位,智能化无人生产线实现了钢筋自动焊接。“这种‘工厂化’预制装配模式,在标准化工厂完成构件生产,缩短了工期,还减少了对既有交通的干扰。”姚望说。此外,项目还整合AR监控、图像识别等技术,搭建起BIM协同管理平台。平台如同“数字总工”统筹全局,使施工效率提升30%,工期压缩3个月。
“建管养一体化”的生动实践
驾车行驶在京台高速齐济段,几处跨越既有高速的桥体钢梁“锈迹斑斑”。“这不是桥体生锈了,而是科技赋予的保护色。”京台高速齐济段改扩建项目总工于臣笑着解释。
跨越既有道路势必对后期养护造成影响。为此,项目大胆创新,在山东省内首次规模化应用免涂装耐候钢。耐候钢通过在钢材表面形成一层“锈层”保护膜,既省去涂装工艺,降低环境影响,又保护了钢材表面锈层下的基体,大幅提高了耐大气腐蚀能力,降低全寿命养护成本。
“运营思维前置”的理念贯穿项目建设全过程。项目统筹考虑项目前期设计、建设施工、养护运营各阶段需求,强化板块融合与协同联动,加快推进建管养一体化体系建设,力争成为超多车道智慧高速示范样板。
“缺陷责任期是项目全周期管理中最容易产生矛盾的环节。”项目办主任张新站在槐荫枢纽施工现场说道。面对这一行业痛点,项目从设计源头打破壁垒——运营部门全程参与前期设计,将50余项管养经验转化为技术标准:针对槐荫枢纽拥堵顽疾,创新采用双车道匝道设计,通行效率提升1倍以上;在新建分离线落地点设置3处横向联络通道,构建起应急救援“生命线”;更通过自动除雪融冰装置、抗腐蚀混凝土护栏等技术创新,将冬季管养难题化解于建设阶段。
科学布局的养护工区、增配的智能养护设备、预留的设施升级空间,每处细节都体现着对未来的运营考量。“我们在浇筑混凝土时,已经看见了20年后的车流。”张新说。
如何实现建设与运营的双赢?项目通过绿色低碳给出了答案。全线应用长效雨夜反光标线及主动发光标志,提升夜间雨雾天气行车安全的同时,延长使用寿命,降低维护成本;贯彻低碳理念,对拆除的波形梁护栏、机电设备等旧材料循环利用;建立钢渣抗滑磨耗层技术体系,实现工业废渣的大规模应用;搭建桥梁健康监测系统,实时监测桥梁运营状态,保障桥梁长期运营安全。
经过大刀阔斧的改造,这条双向十二车道的“黄金纽带”正从蓝图变为现实。在母亲河的见证下,全体建设者满怀信心与豪情,以桥为笔、以路为墨,在交通强国建设的宏图上绘就出一幅壮丽的山高画卷。