中交武港院打造步履式顶推技术助力智能建桥，轻点鼠标，万吨级钢梁“自动行走”到位

极目新闻记者 吕锐

通讯员 孙砚红

在传统的桥梁建设中，当塔柱或桥墩建好后，一节节梁体要先通过超大型起重机吊装到指定位置，然后再进行拼接组装。然而，一旦施工场地受限，这种施工方式就难以开展，亟需一种可适应多种复杂条件、环境友好、自动化程度高的智能施工技术。

在这种背景下，由中交二航局下属中交武港院自主研发的“步履式顶推技术”应运而生。该技术将大型结构设计成若干个节段，在工厂内制造完成，用车辆或船舶运抵现场装配组拼，然后使用顶推设备将组拼完成的构件逐节向前顶推进行施工。“步履式顶推技术就是模拟人的行走方式，通过顶推设备将桥梁带动进行前移。”中交武港院副总经理郭强介绍。

做各类桥梁结构的“搬运工”

杭州九堡大桥于2012年7月通车运营，是国内第一座全桥采用组合结构的现代大型越江桥梁。桥面主体结构用钢量达1.5万吨，因地处钱塘江强涌潮河段，水文地质复杂，常年受台风、涌潮、季风及通航的影响，施工难度极大。

由于传统的拖拉式顶推法存在种种弊端，工程师们决定设计出一种新的顶推方式，来完成钢梁的架设。

工程师们设想，如果用几十台甚至上百台这样的千斤顶来当一只只“脚”，通过它们协同配合让一整段几十米甚至上百米长的钢梁像毛毛虫一样向前“蠕动”，是不是就能避免以往顶推施工的种种弊端呢？

经过近半年时间的充分调研、多次研讨和承载力试验，步履式顶推技术和设备应运而生，重达1.5万吨的钢梁采用“一步一步”行走的方式，以2-3米/小时的速度向前移动，保证了九堡大桥的顺利合龙，成为国内第一个采用“整体顶推施工”的拱桥。

2013年，武汉市决定在交通繁忙的东风大道快速路建设一座高架桥。不同于传统等高截面箱梁，该项目为变高截面。中交二航局的研发团队经过改进工艺,研发出了新型步履式顶推设备，具备平移和旋转微调功能，可自适应钢箱梁截面变化。同时利用智能化监控系统实现顶推过程中位移、力、钢箱梁状态等关键环节、要素的实时监控分析，不仅大幅提高了施工安全性，更减少了一半以上的现场调整梁，简化了施工步骤，极大提高了施工效率。

随着不同特大型桥梁建造需求，智能顶推技术及其装备的自动化水平得到整体提升，应用场景不断拓展，逐步实现了钢桁梁顶推、曲线桥顶推。

在世界第一高钢桁梁斜拉桥——北盘江大桥，实现世界首例“钢桁梁”体系顶推施工，为中国交建赢得了首个“中国专利奖金奖”的殊荣。

在目前国际最小曲率半径桥——莲花大桥，仅用一个半月的时间，完成了60米曲率半径钢箱梁顶推作业。

全国最长钢梁顶推到位

在沁伊高速黄河特大桥项目建设现场，中交二航局技术员杨黎明正在顶推施工主控室，拿着对讲机现场指挥调度，执行施工任务。

在他面前，一张全景大屏格外引人注目。其主页面被分为两个部分，从上到下依次是：工程管理信息和实时动态模型。

记者注意到，点击顶部菜单进入设备信息界面，能够实时查看每台设备的工作状态及传感器数据。借由云端仿真模型同步监测顶推施工的现场状况，能实现公司、项目部与现场数据的同步，实现穿透式管理，极大地提高了管理效率与应急响应速度。

“我们研发的以5G通信技术为基础，实现远程无线控制功能的顶推控制系统，可将‘传感器’充当人眼，信号实时发送至后台，清楚获知现场设备及梁体的顶推状态信息。”郭强介绍，“原来需要近30个人的现场，现在只需要一半人员。”

沁伊高速黄河特大桥顶推的钢梁长2585米、桥梁总宽度34米、重约4万吨，单向连续顶推最大长度达1285米，最大跨度100米，为国内同类桥梁单跨顶推长度之最。

据介绍，该顶推技术中的无人化自动控制系统，集成设备多点同步控制、结构应力监测和故障诊断，已在济南凤凰路黄河大桥、深中通道伶仃洋大桥、安罗高速黄河特大桥等二十余个重大工程项目中成功应用。

施工“海上飞”彰显“中国智慧”

2021年6月建设完工的阿什杜德港，迄今为止已成功运营3年，是近年来中国技术闪耀世界的又一个亮点。其中由中交二航局自主研发的步履式海上顶推打桩平台，成为项目建设制胜法宝。

“太不可思议了！你们的施工效率竟然是我们的三、四倍！”建设期间，以色列海法港口项目西班牙工程师马丁内斯驾车150公里从海法赶到阿什杜德，学习二航局Q28码头打桩工艺，被眼前的打桩速度“惊呆”了。

在3个月前，这里却是另外一番景象。由于以色列阿什杜德港Q28码头地处地中海，施工海域海浪较大，项目初期采用的400吨自升式打桩平台探讨和实验，大胆提出了“桩顶支撑步履式平台沉桩方案”，将桥梁自平衡顶推工艺引进至水工打桩领域，变“海上施工”为“陆地施工”，使海上打桩平台成功“登陆”，以最大限度减弱海上涌浪的影响。

“通过加装特制的桩帽系统，以顶推系统为中介，将施工平台与已完工钢管桩连接起来，形成了类似章鱼的结构形态。”薛志武解释说，施工时，顶推系统及桩帽如章鱼触角般牢牢抓住钢管桩，撑起施工平台，实现脱水施工；移动时，桩帽收起，顶推设备升起并带动平台自动向下一组桩位运动，实现脱水平移。

平台集快速打桩、平稳行走、精准定位、精确调位功能于一体，实现了“水上飞”，再也不用担心海浪影响，施工效率也由每月打设30根钢管桩提升到了每月打设120根，提前7个月完成打桩任务。

两年后，桩顶顶推平台“2.0版”成功应用于巴基斯坦胡布煤码头工程，为项目节省2个月工期，得到国际同行高度评价。

中交武港院董事长刘鹏飞表示，当前，桥梁建造技术向着工业化、智能化、装配化方向快速发展。在当前全球科技竞争日趋激烈的情况下，国有企业必须加大科技创新力度，加快关键核心技术攻关。武港院将坚定不移走智能建造之路，推动步履式顶推技术向着“更智能、更精准、更安全”的目标迈进。

（图片由通讯员提供）

（来源：极目新闻）