由中铁四局钢结构公司承建的合福铁路合肥南环线经开区特大桥是目前国内已建和在建的主跨跨度最大、高度最高、斜交角度最小、应用新工艺最多的一座钢桁梁柔性拱特大桥。经开区特大桥高80米，全长461米，其中主跨229.5米，建成后，将成为引路人“仰目”的合肥新地标。
 
　　小角度下的大跨度
  　合肥铁路枢纽南环线经开区特大桥是整个南环铁路的重点控制工程，有三个特点：一是连跨两个繁忙的既有线；二是斜交，并且角度小，仅26度；由于前两个特点，直接造成第三个特点，即跨度大。
  　经开区特大桥原设计方案是吊索塔架双向悬拼法，拿到设计图纸后，钢结构公司根据现场分析提出了自己的见解。吊索塔架双向悬拼法要求吊索塔架双向同时拼装，跨中合拢。这个跨中合拢的“中”正是合宁高速公路的正中心，在距高速公路正上方60米处辅助悬拼，长时间大量的高空作业，对安全生产非常不利。在方案的可行性论证阶段，有着一批精兵强将的钢结构公司结合长期的施工经验向设计院建议提出了“多点顶推架设法”。“多点顶推架设法”作为一项施工方法在国内中小桥梁建设中并不鲜见，这个方案可以多作业面平行交叉施工，高空作业少，辅助设施少，但这个方法技术难度特别大，又要求施工场地开阔，因此一般仅见于跨度较小的桥梁架设。
  　为了调整方案，钢结构公司先后组织科技攻关小组参观了跨黄河、跨榕江、跨钱塘江等几座类似桥形的特大桥施工现场，并邀请了包括合肥工业大学、华东交通大学、西南交通大学等国内多所知名院校的桥梁专家从技术的可行性、工期的可控性、经济的合理性以及与周围环境的适应性对两种方案进行了认真的论证和对比，终于确定了“多点同步顶推架设”这一最终方案。
  　方案确定了只是第一步。设计图纸上辅助性设施均为原方案设计，方案改变，所有辅助性设计全部要变。根据多点顶推施工方案，辅助设施如主跨临时墩、边跨拼装支架、滑道梁及导梁均需要专门的设计和验算。为保证顶推架设过程安全可控，钢结构公司成立了经开区特大桥科技攻关QC小组，公司总工程师方继担任小组长。QC攻关小组联合合肥工业大学进行顶推建设工况分析及辅助墩基础、拼装支架、滑道梁等设计；联合武汉理工大学进行导梁设计。经过QC小组多次复核、检算，经过两个月的奋战，仅专家评审会就开了6场，所有的基础和上部钢结构均通过铁四院严格复核。
 
　　大跨度上的新高度
  　多点顶推架设法作为方案已经固定，桥梁上的柔性拱拼装问题又浮出水面。经开区特大桥为下承式、等高度、连续、刚性桁梁柔性拱桥，全长461米。桥面采用参与主桁共同受力的正交异性板整体桥面，钢桁梁采用带竖杆N型三角桁架，节间长度12.75米，两边边跨各9个节间，主跨18个节间。主跨18个节间全部要架设柔性拱，钢桁梁柔性拱矢高45m，桥梁最高处拱顶至地面相对高度达80m，因此柔性拱拼装涉及的高空作业时间长、风险大。
  　钢结构公司提出三个柔性拱拼装方案，分别是：带拱顶推，拱脚合拢；先梁后拱，拱顶合拢；先梁后拱，拱脚合拢。第一种方案是一边架设柔性拱，一边顶推，顶过去拱脚合拢；第二种方案是先把桥架好，再从桥两边往中间拼装柔性拱，在最高出的拱顶合拢；第三种是先把桥架好，从反方向往回架设柔性拱，再拱脚合拢。三种方案相比较，第一种属于国内首创，技术难度最大。另外两种方案相对比较成熟，但都有两个问题，一是耽误工期，二是既有线施工，尤其是拱顶合拢，安全措施即使做到“一万”，但誰能保证没有“一失”，再者合宁高速公路管理单位出于安全行车考虑，也不会通过方案，即使通过方案，仅安全措施费即以数千万计。效费比差，工期又不等人，怎么办？
  　钢结构公司权衡再三，决心上马第一种方案。崭新的设计也就意味着旧的要全部打破重来。原设计，每个节间的N型三角桁架能不能承受加上柔性拱后接受的巨大推力？原有的基础承台能不能满足全负荷的重压？等等。钢结构公司的技术人员从原始资料查阅开始，仔细测算，认真制作方案，把考虑的都考虑进去了，计算、复核，再计算、再复核，心里有了把握，拿出了方案。2011年6月27日，“带拱顶推，拱脚合拢”方案经由铁四院、西南交大、合肥工业大学等多所院校的国内知名专家组成的评审组一次审核通过。经开区特大桥为类似的特大桥科研开发树立了一个崭新的高度。
 
　　新高度里的新工艺
  　经开区特大桥重达13000吨，这还不包括辅助设施的3000多吨。庞大的重量完全依靠千斤顶拉动钢绞线反方向使力推进，难度可想而知。“多点顶推”的基础是多点，重点是顶推点的设置，关键是对多点顶推过程中力的平衡。同时由于是带拱顶推，拱高而重，如果顶推用力控制不均，横向的重心很难控制稳定。为了保证桥梁的顺利顶进，钢结构公司投入资金和人员，设计了一套顶推液压控制系统，并在桥上计算选择出了6个顶进受力点。这套顶进系统采用了电脑控制，在施工过程中，由电脑操作人员统一发布顶进指令，确保了各个着力点受力绝对均匀。
  　经开区大桥的桥面采用的是参与主桁共同受力的正交异性板整体桥面，桥面使用的是不锈钢复合钢板。复合钢板由两部分叠成，底层是14毫米的桥梁用结构板，面层是3毫米厚的特种不锈钢板。这种特种不锈钢板是化工行业才会使用的特殊材料，具有抗高温高压，耐腐蚀性强的特点，成功使用将会大大提高桥面的使用寿命。但这种特种不锈钢板是第一次用在铁路客运专线的建设中。因为与化工产品的静态载荷不同，用在大桥上的是动态载荷，要能扛得住时速达250公里及以上列车的高速冲击，因此对钢板之间的叠合与焊接提出了相当苛刻的要求。比如普通钢板与特种钢板之间的叠合，采用的是爆炸法一次叠合的工艺。需要在两层钢板之间敷设炸药，利用爆炸产生的高温将两层钢板完全叠合。这就对炸药的用量，爆炸产生的温度控制提出了很高的要求。复合钢板焊接的焊丝有三种，分别用于底层、面层和两者之间的过度层，同时焊接施工对周围的温度、风度和湿度也有要求。
  　焊接完成后，还需要对焊缝进行检测。不锈钢复合钢板要进行焊缝无损检测，桥面对接的焊缝需要进行超声波探伤，而在十字接头处是X光拍片检测。钢结构公司的技术人员与中国船舶725所和同济科技两家研究院所对不锈钢复合桥面板应用技术进行专门的实验和研究，制定了钢梁制造规则、焊接工艺评定和复合桥面板无损检测方案，并通过专家评审。这些新工艺填补了国内相关施工领域的空白，走在了前面。（江龙余 张雪松 舒郁仁）