萬里黃河第一跨，天塹通途暢禹門
——禹門口黃河公路大橋建設紀實

文

9月18日，國道108線禹門口黃河公路大橋正式通車，結束了重要物流通道國道108線禹門口段6年來無法通行大型運輸車輛的歷史。

禹門口為黃河晉陜峽谷南端出口，相傳是大禹鑿龍門的發生地，故又稱龍門。這里峭壁夾峙，形如門闕，水勢洶洶，聲震山野。龍門山水自古為黃河勝跡，唐代大詩人李白以“黃河西來決昆侖，咆哮萬里觸龍門”的詩句，道出了龍門的湍悍水勢。

禹門口歷來為秦晉交通要沖，國道108線在兩省交界處依賴1973年建設的禹門口大橋連接黃河兩岸，2006年，該橋經檢測被評定為危橋，成為省際大通道的通行瓶頸，交通壓力巨大，亟待重建。但路線走廊處橋位資源受限，水文地質條件、自然環境復雜，大橋建設面臨諸多技術難題。

結合交通運輸部下發《G108和G205國道改造示范工程實施方案》中關于“G108國道山西和陜西省省界路段按一級路實施”的要求，大橋重建被列入“陜西省十三五重點工程”。禹門口黃河公路大橋于2016年10月開工建設，由中交一公局集團有限公司（以下簡稱“中交一公局集團”）投資承建，中交第一公路勘察設計研究院有限公司設計，是我國西北地區及黃河流域跨徑最大、技術含量最高、結構最復雜的橋梁，大橋已于2020年9月正式通車運營。

作為連接華北與西北地區的重要交通要道，禹門口黃河公路大橋的建成通車對促進秦晉兩省的物質、文化交流，推動黃河兩岸社會經濟快速發展具有積極作用。

技術引領，攻堅克難建設高品質橋梁

由于橋位所處峽谷與漫灘交界處水環境及風場復雜，大橋建設過程中面臨無法設置輔助墩、引橋同跨斜跨兩條鐵路等諸多難題。在國內同規模橋梁建設缺乏借鑒經驗的背景下，大橋建設者堅持技術引領，匯集國內眾多橋梁知名專家和工程技術人員的聰明才智，攻克一個個技術難題，最終將大橋建設成為高品質橋梁。

復雜水環境

黃河在禹門口向橋位延伸的420米范圍，河寬由百余米驟變至千米，建設者需要克服河勢游蕩擺動頻繁、嚴重淤積與強烈沖刷更替、冬季冰凌災害多發等難題，其中“揭河底”問題最為獨特。

“揭河底”現象是黃河獨有的一種泥沙運動規律，主要發生在龍門河段，表現為當高含沙洪峰通過時，河床遭受劇烈沖刷，將河底成塊、成片的淤積物像地毯一樣卷起，被水流沖散帶走，在幾小時至幾十小時內能將該段河床沖深10余米。2017年7月，大橋建設期間橋位附近再次發生“揭河底”現象，新華社、央視等媒體報道中這樣描述該現象——只見河水將河底泥土大塊大塊掀起，像土墻一樣立于水中，然后水流再將土墻推倒、打散。當時，項目部接到黃河水利委員會發出的“即將迎來2017年1號洪峰”的通知后，立即啟動防洪應急預案，撤離黃河灘涂、鋼平臺所有設備和材料至安全區域，對鋼棧橋、防撞墩、塔吊、液壓爬模進行加固處理，封鎖施工區域……一系列完備的措施，讓剛出水面的橋塔和臨建挺過了大洪水的考驗。

禹門口黃河公路大橋由中交一公局集團有限公司投資承建，中交第一公路勘察設計研究院有限公司設計。

主橋涉水工程的高質量建設依賴于準確詳實的基礎數據，充分完備的分析研究以及科學合理的技術對策。比如：參建單位依據不同頻率洪峰流量，采用防評計算、“實體+數字”模型試驗等多舉措得出橋位處洪水沖刷和冰凌沖擊模型，并擬定詳細對策；全過程檢測河床穩定性，充分掌握塔基周邊河床沖刷變化，及時調整臨時工程方案；依據主塔局部沖刷試驗，預研合理防護措施；現場采用井點法進行大面積降水，防止流砂、管涌等不利影響；采用引孔措施解決鋼板樁穿越大厚度砂卵石層的難題，確保基礎施工安全。

復雜風場

“龍門一陣風，年初到年終”，禹門口附近的風場集山地風效應、狹管效應和水面風效應于一體，橋面高度處的設計基準風速達每秒41.9米，大跨度斜拉橋對此作用敏感。

為此，大橋建設團隊對橋梁進行了抗風監測、試驗、驗算等系列研究，設置風觀測站，取得現場風特性觀測數據，通過數值分析和風洞試驗分別建立理論計算模型、確定識別參數、分析結構災變行為，針對性建立氣動力模型，有效指導橋梁的抗風設計和施工工作。

同時，大橋建設團隊在氣動控制措施方面，通過設置導流板和穩定板，改變拉索氣動外形等方式改變其氣動布局，從而達到提高氣動性能的目的；在機械措施方面，采用黏性剪切阻尼器及磁流變阻尼器控制拉索振動，采用抗風支座來抵抗風對主梁的作用力，有效確保大橋施工階段抗風安全性和運營階段行車舒適性。

無法設置輔助墩

受黃河河道相關規定限制，大橋不具備設置輔助墩的條件，其最大雙懸臂長度達200米，在同類同規模橋型中尚屬首次。對此，總包單位牽頭，團隊工程師迎難而上，采用多套仿真軟件平行開展結構分析，對無輔助墩大跨徑斜拉橋的受力影響以及針對結構剛度、抗風、抗震等可能采取的結構補償措施進行了詳細研究；施工過程中，采用臨時墩替代方案解決了雙懸臂強風作用下無輔助墩安全施工等一系列難題。

超大噸位橋梁轉體

禹門口黃河公路大橋西引橋跨越侯西2條電氣化鐵路，為保證既有線路運營安全，連續梁采用轉體施工，該工程兩個T構轉體橋的旋轉總重達19506噸，且縱、橫向均不對稱，轉體采用RPC球鉸系統，最大轉體噸位達130兆牛，為當時國內最大噸位RPC球鉸系統。

圍繞大噸位球鉸轉體，總包單位引入BIM和AR技術。建立BIM模型實現了碰撞檢查、方案優化、工程量計算；通過AR技術全方位查看關鍵部位細部構造，采用三維旋轉模型進行技術交底，直觀清晰地指導了現場施工，確保超大噸位橋梁高精度轉體。

管理創新，踐行“全生命周期投建運養一體化”

禹門口黃河公路大橋是陜西省第一個落地的PPP示范項目，被列入財政部第三批示范項目名錄。建設之初，總包單位就提出全面踐行“全生命周期投建運養一體化”的管理理念和具體措施。

禹門口黃河公路大橋主橋位于秦晉大峽谷出口（禹門口），主跨565米，是我國西北地區跨徑最大的斜拉橋。

在中交一公局集團和陜西省交通運輸廳、韓城市交通局的指導下，總包單位在建設目標、理念、質量、安全、科技創新、人才培養、經濟效益及社會效益等方面優化項目頂層設計。一方面使項目公司的稅務繳納、手續辦理、資源調配、征地拆遷、施工環境保障等工作高效推進，確保項目建設全程有序可控。另一方面，施工總承包合同基本實現建安費全額使用，從制度上落實保障施工單位充分的自主權，減少不必要的招標、變更、審批程序，以便過程變更中不影響工程效益。

大橋建設以100年的使用壽命為根本進行全生命周期策劃，統籌開展工作。以總包單位中交一公局集團為核心，集行業兄弟單位、子公司優勢，在投建運養一體化模式下，通過充分論證、綜合對比施工技術的可行性、經濟性，統籌考慮安全、質量、進度、運營養護等因素，形成了從前期規劃、勘測、設計，到施工、監理、檢測、監控，再到后期運營、養護等“一盤棋”工作格局。

為改變傳統“建設項目成本控制僅針對各自承擔階段，割裂工程全壽命周期質量、成本內在聯系”的現狀，項目建設階段，總包單位即著手謀劃，多方學習，組織行業專家編制了《禹門口黃河大橋運營養護手冊》，圍繞百年大橋的愿景，使設計、施工、監控與后期運營養護深度融合，組織參建單位與外部專家咨詢團隊開展多種形式的技術、科研活動，以“全壽命周期質量成本最優”為目標，論證研討并形成多項先進技術方案，實施推廣服務項目的全要素、全周期，為大橋順利建設和中長期安全運營保駕護航。

成果豐碩，服務黃河流域高質量發展

9月18日，禹門口黃河公路大橋的建成通車，中交一公局集團以高品質設計、高精度施工、高水平管理作為中交橋梁名片向陜西、山西人民兌現了最初的承諾。4年前期方案論證，2年勘察設計，4年建設施工，這10年是一段艱苦卓絕但激動人心的建設歷程。盡管工程技術難度大，但在總包單位統一籌劃下，各參建單位不僅圓滿完成了建設任務，還積累了一系列成功且可供推廣借鑒的經驗。

項目公司連續4年被評為陜西省干線公路“AA”級信譽企業，承辦省級質量提升現場觀摩會1次，申請并獲得省部級工法、QC和專利20余項，發表論文30余篇，已獲得省部級優質結構工程獎1項，全國優秀工程咨詢成果獎1項。

2019年9月18日，習近平總書記在鄭州主持召開黃河流域生態保護和高質量發展座談會并提出了“黃河流域生態保護和高質量發展”的重大國家戰略。禹門口黃河公路大橋建成通車，將積極支撐這一重大戰略，對連通秦晉兩地，完善國家路網結構，服務脫貧攻堅和沿黃經濟帶高質量發展具有重大意義。與此同時，大橋建設取得的各項管理、技術成果也將進一步應用服務于西部山區、沿黃地區交通基礎設計建設，服務于黃河流域生態保護和高質量發展。