新首钢大桥7月主梁合龙

来源：北京晚报  2019年06月11日

“兔子逼急了会造桥。”这句网络上的流行语，讲的是有“新世界七大奇迹之一”之称的港珠澳大桥。从2009年动工，到2018年竣工，整整9年的时间，一群死磕到底的大国工匠们，最终打造出了一座世界上最长的跨海大桥。

在北京的西五环外，也有一群“会造桥的兔子”，一支来自北京城建的工匠队伍，正在建设着横跨永定河的新首钢大桥，也是全球首例双塔斜拉钢构组合体系桥。全桥长1350米、主桥长639米的新首钢大桥，算不上桥梁界的“大块头”，遇到的却都是奥数竞赛般的难题，就连工程院院士都被请来作为“外脑”为大桥出谋划策。

今年9月底，新首钢大桥即将贯通，又一座兼具力与美的建筑艺术品将呈现于世。本周，工人们正在高空小心翼翼地拆除钢支架，为3个月后的圆满收尾奋斗着。

如履薄冰

每声巨响都担心来自施工现场

“639米长的主桥，我们一干就是4年，真的是像绣花一样建桥。”说这话时，寇志强刚从一场方案论证会中“抽身”出来。离7月20日计划主梁合龙的日子越来越近，他必须要确认好其间的每一处细节，“这就好比一场‘一锤定音’的买卖，一丁点儿都错不得。”

寇志强的身份，是北京城建道桥集团新首钢大桥项目的项目经理，是把控方向的“总舵手”和“大管家”。尽管已经同桥梁打了18年的交道，可在新首钢大桥的每一天，寇志强仍觉得如履薄冰，“总觉得睡不踏实，每天早上4点就自动醒来，这些白头发都是在项目上长出来的。”

最近，同样睡不踏实的还有安全总监李根深。为了给边跨横梁和斜拉索施工腾出作业面，5月16日起，新首钢大桥上开始进行钢支架的拆除。这些钢支架，是当初高矮塔施工时为了配合吊装而特别设计的操作平台，支架最高点有130米，相当于43层楼高。“高空作业，最担心的就是发生坠落。”

每天，只要没有会，李根深都会紧盯在施工现场。早上6点20分工人们还没上岗时，他就到了桥上，一直待到中午11点午休，一遍遍地确认大伙儿都用上了安全措施。“除了工地上常见的安全带外，我们还用上了防坠器，工人只要上桥就得在安全带上再系上它。”李根深指着一根长30米、如钓鱼线一般的绳子介绍，一旦发生意外下坠，防坠器就会自动锁死，拉着工人不往下坠落。“就像电影拍摄时吊的威亚，人从正面看不见它，但它却是生命的保护器。”

李根深笑着说，自从做了安全总监，他最听不得的就是巨响，哪怕是坐在办公室开会，只要听到远处传来“嘭”的一声，他都会不自主地紧张起来，然后立马起身去确认声音来自哪儿，“嘿嘿，有时候其实就是外面马路上的车响。”

和力之门

双斜钢塔斜拉桥创下北京最难

在桥上眺望永定河的美景，看“落霞与孤鹜齐飞，秋水共长天一色。”这是新首钢大桥的设计愿景。

长安街是北京城的一条东西轴线，从西三环公主坟桥一路向西，跨过五环后，到达老首钢东门，长街也就走到了头。为了打通京西的交通，多年前，北京启动了长安街西延方案，而跨越永定河的高架桥新首钢大桥，就成为连接石景山和门头沟的枢纽。

根据设计方案，新首钢大桥为全钢结构倒“U”形双斜钢塔斜拉桥，主桥长639米，主跨跨径280米，斜钢塔高124.93米，桥面最宽处54.9米。由于两个倒“U”形钢塔分别向东﹑西两侧倾斜，从高空俯瞰，仿佛两个面对面席地而坐的拔河健儿，脚抵着脚，手拉着手，各自向后用力拉伸，故而在设计之初也被昵称为“和力之门”。

“这是全球首例双塔斜拉钢构组合体系桥，也将是北京地区跨径最大、高度最高、难度最大的跨河大桥。”寇志强向记者解释道，为了顺应永定河的河道走向，以尽量减少阻水率，新首钢大桥南北桥墩的排布是“错步”的，前后错出25.1米。也因此，“架”在桥墩上的两个钢塔采用的也是倾斜空间形式，特别是高塔，倾斜角度就达到57度。

同样呈现倾斜形式的还有桥上的拉索，112根斜拉索呈竖琴状布局，将梁和桥面的重量传递到斜塔上。

采访的当天，永定河仍在进行着生态补水工作，潺潺的流水从北向南穿桥而过，一条临时搭建的便道成为施工人员往返现场的通道。记者顺着便道“跨”过永定河，攀爬了约10层楼高的脚手架后，就来到正在施工的桥面上，只见白色的斜塔沿着两个方向伸向天际，流畅的线条极富张力。人如果站在高度较低的矮塔之下向另一边远眺，感觉就像是透过一个景框看向另一个景框，景框之外是美丽的城市景观。

高塔之下，仍残留一部分的便是正在拆除中的钢支架，大桥中心位置则是7月即将“牵手”合龙的地方。

扭身之难

620吨全国最重钢节段预制而成

“从低空仰望，两个钢塔似乎只是轻轻一扭，可你知道，正是这一扭，给施工带来好多难度。”回述当初的施工过程，寇志强连呼不易，处处是难题。

第一道难关，便是钢构件的加工。新首钢大桥的主桥用钢量达4.3万吨，超过了鸟巢的总用钢量，而其中约90%的钢构件都是通过预制加工的方式先在工厂加工好，然后运输到现场拼装。

“因为有倾斜，寻常软件已绘制不出单元板块的平面图。怎么办？我们引入了三维设计软件，先建出三维模型，再从三维模型拆解出一个个单元板块，把它放样成二维平面图，最后进行加工。”寇志强揭秘，为了验证加工工艺是否可行，在江苏扬州的加工厂，工作人员特意选取了接近塔顶合龙位置最弯扭的一个节段，从中取出1/4块体进行足尺试验后，通过逆向建模，去和原先的设计模型做拟合对比，检验偏差，“最弯扭的一段通过验收后，才进入大批量加工。”

单元板块到达现场后，还要在现场的加工厂进行二次加工。“为了吊装的需要，我们将高塔分为31个钢节段，矮塔分为21个钢节段，这52个钢节段都得通过二次加工，由单元板块组装而成。”寇志强告诉记者，52个钢节段中，有6个节段的重量都超过了500吨，最重的有620吨，绝对算得上是全国最重的钢节段。

“重量大之外，更关键的是，每个钢节段都是不规则的，如何保证节段和节段之间也能最完美的契合？”为此，项目部又想出了“2+1”的三段预拼法，每三个节段组成一个小组，验证与设计100%相符后，拉走小组中的第一个节段，再加入一个新节段重新组成一个小组，如此循环，确保52个节段均能满足高矮塔的线形要求。

71.5度倾斜

52个钢节段全部“一吊成功”

“像搭积木一样盖房子。”每每提到预制构件，人们最爱使用的形容词便是“搭积木”，以凸显其简便的优点。然而，在新首钢大桥，“像搭积木一样建大桥”，却绝非一件易事。

“还是因为斜塔的造型，钢节段也多是不规则的形状，仅凭老工人的经验去设置吊索、寻找重心，就不好使了。”项目的BIM负责人刘长宇告诉记者，唯一的方法就是通过BIM建模，在计算机上求出重心，把吊装姿态确定好，现场直接起吊。

比较有意思的是，随着斜塔高度的上升，钢节段的重量也随之减少，从最重的620吨到最轻的只有150吨。但同时，倾斜角度也随之加大，最大的倾斜角度有71.5度。“简言之，就是高而轻、重而矮。但无论高矮轻重，我们都是一吊成功。”刘长宇颇为自豪地说。

寇志强回忆，首个钢节段的吊装是在2017年的冬季，北京的室外温度在-8℃，这对于具有“热胀冷缩”性的钢来说，是极为不利的。为了让环境温度能达到5℃到8℃，项目部在547吨的钢节段外罩上了一个30米×30米的保温棚，保温棚里放置了30组电暖器，持续为环境加温。

温度问题解决了，还有和底部混凝土基座的连接问题。由于钢结构和混凝土基座的平整度相差四倍，吊装过程中无法直接将钢节段放置在基座上，只能在两者中间预留出5厘米的空隙，再通过灌浆的方法将空隙灌密实。

“厚5厘米、面积240平方米的灌浆，这可是全国最难了。”寇志强介绍，在邀请国内的顶尖专家支招后，项目部做了两次试验。一次是1比1的足尺试验，在试验场地上建起一个240平方米的灌浆平台，平台上放置一块240平方米的钢板，以验证一次灌浆的效果。另一次是平行试验，现场灌浆的同时，在旁边又搭建了一个12米×2.5米的试验平台，保证在同样的温度和光照条件下，由同一拨工人按照完全相同的工艺进行灌浆，“然后，我们把试验平台上的钢板揭开，去测量它的气泡、空鼓的比率，验证灌浆效果。”

主梁合龙

7月20日凌晨5点启动

寇志强告诉记者，大桥预计将于7月20日进行主梁合龙。由于钢结构对温度较为敏感，常会随着温度的改变而发生伸缩，“由于矮塔是临时锁定，会随着主梁的伸缩而发生位移，夏天要胀出来25厘米，冬天要缩进去25厘米，这25厘米就直接影响了合龙难度。”

按照项目部的初步方案，计划把主梁的合龙定在当天凌晨5点，这个室外气温最低的时刻，为的是合龙口最大，主梁最容易吊装就位。紧接着，在早上7点太阳完全升起、气温升高前，完成对矮塔临时锁定的解锁工作，以防止钢结构因热胀而“推”坏钢梁。最后，还要在傍晚太阳落山前将合龙部位满焊到位，以实现整座桥的正常伸缩。

“这是黄金的二十四小时，只许成功，不许失败。”每场论证会，寇志强都会和管理人员反复强调。

按照计划，在完成主梁的合龙后，新首钢大桥就将进入斜拉索调索、人行道等附属工程施工阶段，预计将于2019年9月30日实现贯通。

“如果算上7年前完工的园博会园博大道跨永定河的桥梁，这是我第二次参与到跨永定河的桥梁的建设中了，冥冥之中，我和这座城市和这条河充满了缘分。”在寇志强的想象中，当崭新的大桥与古老的永定河相映成趣时，人们就能同时领略一座城市的过去与现在，领略千年古都的丰富底蕴与美好未来。

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借力外脑

顶尖专家为大桥出谋划策

记者注意到，在新首钢大桥的建设过程中，项目部主动邀请由中国工程院院士、清华大学教授、国内桥梁专家等组成的顶尖专家团队，作为“外脑”和“智囊团”，共同为大桥出谋划策。

高塔第九段开始无法悬拼了怎么办？专家团队帮着设计出了130米高、与斜塔线形相吻合的钢支架，以支撑高空中钢节段的重心。由于弯扭度较高而只能平躺着运输到现场的钢节段，如何竖着到高空吊装？专家团队帮着把关论证，先用两个履带吊将钢节段“翻身”，然后再提到高空。

“下一个难题，就是主梁合龙了，这可直接关系到全桥的成败，我们还想请专家帮着把把关。”