文 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 侯旭 王技 中交一公局集团有限公司 梁建军 李凯
9月18日，国道108线禹门口黄河公路大桥正式通车，结束了重要物流通道国道108线禹门口段6年来无法通行大型运输车辆的历史。
禹门口为黄河晋陕峡谷南端出口，相传是大禹凿龙门的发生地，故又称龙门。这里峭壁夹峙，形如门阙，水势汹汹，声震山野。龙门山水自古为黄河胜迹，唐代大诗人李白以“黄河西来决昆仑，咆哮万里触龙门”的诗句，道出了龙门的湍悍水势。
禹门口历来为秦晋交通要冲，国道108线在两省交界处依赖1973年建设的禹门口大桥连接黄河两岸，2006年，该桥经检测被评定为危桥，成为省际大通道的通行瓶颈，交通压力巨大，亟待重建。但路线走廊处桥位资源受限，水文地质条件、自然环境复杂，大桥建设面临诸多技术难题。
结合交通运输部下发《G108和G205国道改造示范工程实施方案》中关于“G108国道山西和陕西省省界路段按一级路实施”的要求，大桥重建被列入“陕西省十三五重点工程”。禹门口黄河公路大桥于2016年10月开工建设，由中交一公局集团有限公司（以下简称“中交一公局集团”）投资承建，中交第一公路勘察设计研究院有限公司设计，是我国西北地区及黄河流域跨径最大、技术含量最高、结构最复杂的桥梁，大桥已于2020年9月正式通车运营。
作为连接华北与西北地区的重要交通要道，禹门口黄河公路大桥的建成通车对促进秦晋两省的物质、文化交流，推动黄河两岸社会经济快速发展具有积极作用。
技术引领，攻坚克难建设高品质桥梁
由于桥位所处峡谷与漫滩交界处水环境及风场复杂，大桥建设过程中面临无法设置辅助墩、引桥同跨斜跨两条铁路等诸多难题。在国内同规模桥梁建设缺乏借鉴经验的背景下，大桥建设者坚持技术引领，汇集国内众多桥梁知名专家和工程技术人员的聪明才智，攻克一个个技术难题，最终将大桥建设成为高品质桥梁。
复杂水环境
黄河在禹门口向桥位延伸的420米范围，河宽由百余米骤变至千米，建设者需要克服河势游荡摆动频繁、严重淤积与强烈冲刷更替、冬季冰凌灾害多发等难题，其中“揭河底”问题最为独特。
“揭河底”现象是黄河独有的一种泥沙运动规律，主要发生在龙门河段，表现为当高含沙洪峰通过时，河床遭受剧烈冲刷，将河底成块、成片的淤积物像地毯一样卷起，被水流冲散带走，在几小时至几十小时内能将该段河床冲深10余米。2017年7月，大桥建设期间桥位附近再次发生“揭河底”现象，新华社、央视等媒体报道中这样描述该现象——只见河水将河底泥土大块大块掀起，像土墙一样立于水中，然后水流再将土墙推倒、打散。当时，项目部接到黄河水利委员会发出的“即将迎来2017年1号洪峰”的通知后，立即启动防洪应急预案，撤离黄河滩涂、钢平台所有设备和材料至安全区域，对钢栈桥、防撞墩、塔吊、液压爬模进行加固处理，封锁施工区域……一系列完备的措施，让刚出水面的桥塔和临建挺过了大洪水的考验。
禹门口黄河公路大桥由中交一公局集团有限公司投资承建，中交第一公路勘察设计研究院有限公司设计。
主桥涉水工程的高质量建设依赖于准确详实的基础数据，充分完备的分析研究以及科学合理的技术对策。比如：参建单位依据不同频率洪峰流量，采用防评计算、“实体 数字”模型试验等多举措得出桥位处洪水冲刷和冰凌冲击模型，并拟定详细对策；全过程检测河床稳定性，充分掌握塔基周边河床冲刷变化，及时调整临时工程方案；依据主塔局部冲刷试验，预研合理防护措施；现场采用井点法进行大面积降水，防止流砂、管涌等不利影响；采用引孔措施解决钢板桩穿越大厚度砂卵石层的难题，确保基础施工安全。
复杂风场
“龙门一阵风，年初到年终”，禹门口附近的风场集山地风效应、狭管效应和水面风效应于一体，桥面高度处的设计基准风速达每秒41.9米，大跨度斜拉桥对此作用敏感。
为此，大桥建设团队对桥梁进行了抗风监测、试验、验算等系列研究，设置风观测站，取得现场风特性观测数据，通过数值分析和风洞试验分别建立理论计算模型、确定识别参数、分析结构灾变行为，针对性建立气动力模型，有效指导桥梁的抗风设计和施工工作。
同时，大桥建设团队在气动控制措施方面，通过设置导流板和稳定板，改变拉索气动外形等方式改变其气动布局，从而达到提高气动性能的目的；在机械措施方面，采用黏性剪切阻尼器及磁流变阻尼器控制拉索振动，采用抗风支座来抵抗风对主梁的作用力，有效确保大桥施工阶段抗风安全性和运营阶段行车舒适性。
无法设置辅助墩
受黄河河道相关规定限制，大桥不具备设置辅助墩的条件，其最大双悬臂长度达200米，在同类同规模桥型中尚属首次。对此，总包单位牵头，团队工程师迎难而上，采用多套仿真软件平行开展结构分析，对无辅助墩大跨径斜拉桥的受力影响以及针对结构刚度、抗风、抗震等可能采取的结构补偿措施进行了详细研究；施工过程中，采用临时墩替代方案解决了双悬臂强风作用下无辅助墩安全施工等一系列难题。
超大吨位桥梁转体
禹门口黄河公路大桥西引桥跨越侯西2条电气化铁路，为保证既有线路运营安全，连续梁采用转体施工，该工程两个T构转体桥的旋转总重达19506吨，且纵、横向均不对称，转体采用RPC球铰系统，最大转体吨位达130兆牛，为当时国内最大吨位RPC球铰系统。
围绕大吨位球铰转体，总包单位引入BIM和AR技术。建立BIM模型实现了碰撞检查、方案优化、工程量计算；通过AR技术全方位查看关键部位细部构造，采用三维旋转模型进行技术交底，直观清晰地指导了现场施工，确保超大吨位桥梁高精度转体。
管理创新，践行“全生命周期投建运养一体化”
禹门口黄河公路大桥是陕西省第一个落地的PPP示范项目，被列入财政部第三批示范项目名录。建设之初，总包单位就提出全面践行“全生命周期投建运养一体化”的管理理念和具体措施。
禹门口黄河公路大桥主桥位于秦晋大峡谷出口（禹门口），主跨565米，是我国西北地区跨径最大的斜拉桥。
在中交一公局集团和陕西省交通运输厅、韩城市交通局的指导下，总包单位在建设目标、理念、质量、安全、科技创新、人才培养、经济效益及社会效益等方面优化项目顶层设计。一方面使项目公司的税务缴纳、手续办理、资源调配、征地拆迁、施工环境保障等工作高效推进，确保项目建设全程有序可控。另一方面，施工总承包合同基本实现建安费全额使用，从制度上落实保障施工单位充分的自主权，减少不必要的招标、变更、审批程序，以便过程变更中不影响工程效益。
大桥建设以100年的使用寿命为根本进行全生命周期策划，统筹开展工作。以总包单位中交一公局集团为核心，集行业兄弟单位、子公司优势，在投建运养一体化模式下，通过充分论证、综合对比施工技术的可行性、经济性，统筹考虑安全、质量、进度、运营养护等因素，形成了从前期规划、勘测、设计，到施工、监理、检测、监控，再到后期运营、养护等“一盘棋”工作格局。
为改变传统“建设项目成本控制仅针对各自承担阶段，割裂工程全寿命周期质量、成本内在联系”的现状，项目建设阶段，总包单位即着手谋划，多方学习，组织行业专家编制了《禹门口黄河大桥运营养护手册》，围绕百年大桥的愿景，使设计、施工、监控与后期运营养护深度融合，组织参建单位与外部专家咨询团队开展多种形式的技术、科研活动，以“全寿命周期质量成本最优”为目标，论证研讨并形成多项先进技术方案，实施推广服务项目的全要素、全周期，为大桥顺利建设和中长期安全运营保驾护航。
成果丰硕，服务黄河流域高质量发展
9月18日，禹门口黄河公路大桥的建成通车，中交一公局集团以高品质设计、高精度施工、高水平管理作为中交桥梁名片向陕西、山西人民兑现了最初的承诺。4年前期方案论证，2年勘察设计，4年建设施工，这10年是一段艰苦卓绝但激动人心的建设历程。尽管工程技术难度大，但在总包单位统一筹划下，各参建单位不仅圆满完成了建设任务，还积累了一系列成功且可供推广借鉴的经验。
项目公司连续4年被评为陕西省干线公路“AA”级信誉企业，承办省级质量提升现场观摩会1次，申请并获得省部级工法、QC和专利20余项，发表论文30余篇，已获得省部级优质结构工程奖1项，全国优秀工程咨询成果奖1项。
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