打造先行区绿色公路示范

　　一、智能建造引领数字化管理

　　应用BIM技术打造一体化智慧管理平台。按照《宁夏公路网智能感知设施建设指南(试行)》要求，联合中路高科交通检测检验认证有限公司将智能感知设施与公路主体工程同步设计、同步建设、同步运行。目前，基于BIM技术的建管养一体化智慧管理平台已开发完成并在项目应用，通过一体化管理平台，把智慧建设、桥梁健康监测、智慧养护、档案管理等融为一体，具有在全区公路可推广、可复制的价值，能够通过智慧监管实现全区公路管理质量再提升。2024年，建管养一体化智慧管理平台在国道338线中卫至孟家湾段公路黑山峡黄河桥推广应用。

　　二、专项措施聚焦生态保护

　　落实黄河流域公路桥梁建设生态保护要求。针对黄河流域生态环境特点，从加强施工管理、保护生态环境、提高施工材料利用率、降低能源消耗指标等方面采取各类措施切实做到生态保护和高质量发展。与自治区水产研究所联合开展工程建设对生态影响及生态保护技术研究，对鱼类等水生生物种群恢复、水域水质、防洪影响、河势监测等实行专题论证，安排专项资金，制定专项措施进行大保护，最大限度减少大桥建设对黄河水生生物的影响程度。桥面径流收集处理系统与主体工程同时设计、同时施工、同时投入运行，避免桥面污水进入黄河水体造成污染;钢构件、混凝土预制构件100%实现工厂化生产，桥梁桩基础泥浆100%实现集中贮存并按规定运送至固定泥浆处理点;所有施工用水均采取循环利用;施工现场安装环境监测设备24小时监测PM2.5等关键环境因素。 重点课题补齐技术短板 开展科技创新与课题研究。2024年上半年，《黄河宁夏段公路斜拉桥绿色低碳建管养关键技术研究》进展顺利，项目已完成《跨黄河中上游公路斜拉桥绿色低碳建造判识标准》、《公路桥梁信息模型应用实施指南》两项团体标准立项工作;申请《公路桥梁建设减污降碳效果核算软件》等软件著作权3项;发表技术论文5篇;已获得授权专利4项、已受理3项;省部级工法2项已通过评审。提出了绿色低碳公路斜拉桥基本内涵与主要特征，初步形成了公路斜拉桥工程碳排放节点库和污染物排放节点库;完成了《基于水生态保护的黄河宁夏段桥梁设计指南》大纲编制工作，初步建立下河沿黄河大桥易损性分析模型;完成了黑山峡黄河公路大桥主塔施工混凝土耐久性劣化损伤分析和混凝土掺和料调研及部分混凝土实验;初步形成大跨径斜拉桥全寿命周期建管养一体化平台搭建方案，完成了公路基础数据库、路面养护决策、桥梁养护决策等功能的开发;构建了基于LCA-LEAP的公路桥梁工程碳排放核算模型及公路桥梁污染物排放量核算方法。下一步，课题将深入总结研究成果，积极推广成果应用。

　　四、绿色建造理念贯穿整体

　　1、推广“四新技术”应用。对新材料、新设备、新技术、新工艺按需求进行引进并在本项目应用。为防止承台施工缝进水锈蚀，项目引进硅烷浸渍涂层进行保护;为节约人力、增加效率，钢筋加工采用锯切、套丝、打磨一体机，由原整套工序需要6人变为现在只需1人，而且效率提高1.5倍;主塔施工方面，选取了更为安全的分离式液压爬模，使用后效率高、安全性高、质量易控;钢梁加工采用激光切割机、埋弧自动焊、工字钢梁自动校正机，钢板下料无变形、焊接质量一次检测合格率99%以上;钢梁安装上在充分对比国内可使用的回转吊机、平台式吊机，选取了首次在宁夏使用的全回转吊机。钢梁架设在保证了安全质量的前提下将原N+1方案优化成了N+2，整个安装效率提高50%。RB单元式多向变位梳型板伸缩缝使用寿命长，抗振降噪功能强，大大减少对黄河水产环境的影响，多向变位性能，可满足梁体之间横向、纵向、竖向以及不规则的扭转变形，便于后期的维修保养。

　　2、结合中卫下河沿黄河公路大桥建设条件特点及工程难点，集中场站建设及主体工程施工，充分贯彻绿色建造理念，最大化保护黄河湿地环境，以工程建设面临的难点为导向，因地制宜地选择桥型方案及结构型式，取得的主要创新设计成果如下：拌和站设置混凝土清洗分离机、厢式自动翻板污水压滤机，对混凝土废渣进行砂石分离，实现砂石料二次利用。压滤机对分离出的废水进行压滤、净化后，用于搅拌楼清洗、场地冲洗、罐车清洗等。混凝土拌合站采取全封闭遮挡措施，拌合站进出口设置洗车池，粉料罐顶部设置除尘设施，有效防止拌合站生产对周边景区生态环境产生影响。项目驻地生活区设置隔油池、二级沉淀池、一体化三级沉淀化粪池，生活废水集中收集、沉淀、分类，由地方专业污水处理厂定期外运、处理。项目驻地周边及施工现场裸露沙土通过覆盖人工草皮的措施，有效防止土壤进一步沙化、扬尘，促进生产设施与生态环境的有机融合。为解决了黄河流域桥梁桩基施工平台搭设时间长、安全风险高等问题，研发了一种近岸桥梁桩基施工直立式围堰筑岛平台结构及施工方法，实现了近岸桥梁桩基施工平台快速形成。解决了强透水深厚卵石地层钢板桩插打难度大、渗水风险高、水下开挖周期长等难题，研发一种“水泥土置换+钢板桩围堰”复合基坑支护结构及承台干开挖施工方法，保证了承台深基坑施工效率和安全。为解决了大直径变径桩施工环境扰动大、变径处塌孔风险高等问题，研发了一种强透水深厚卵石地层大直径变径桩基“组合护筒+清水钻进”成孔一体式钻头结构及混凝土灌注导管防卡工艺。为保障主塔高效快速安全施工，研发了一种大倾角变截面超高索塔仰爬面模板快速拆除施工方法、一种斜拉桥中上塔呈倒Y型的中塔柱间临时对撑及合拢施工方法，通过利用该施工方法有效解决了液压爬模拆除、转化工序及斜拉桥倾斜索塔在施工中存在强度与稳定性的不足等问题，既满足了施工质量，又提高施工进度，保证了安全生产。

　　3、试点高弹高黏改性沥青混凝土应用。在下河沿黄河大桥桥面试点高弹高黏改性沥青混凝土，改善钢混结构半漂浮体系斜拉桥因长期抗剪、钢梁温度敏感、桥面频繁颤动导致的变形及桥面铺装层破坏。高黏高弹改性沥青较之传统的SBS改性沥青有更强的高温抗车辙能力和低温抗开裂能力，突出的弹性恢复能力、超高的动力黏度可以保证高弹高黏改性沥青更好地与桥面进行粘接，可有效减少因温差导致桥面变形造成的层间剥离，保障桥面与沥青路面的整体性，提高路面耐久性和使用寿命。经试验数据比较分析，高弹高黏SBS改性沥青可极大的提高沥青混合料的各项性能，为我区桥面沥青劲度模量提供大量的有效数据和实际应用，具有较好的经济效益和社会效益，已计划在国道338线黑山峡黄河桥推广应用，目前正在进行设计变更。

　　4、开展斜拉桥养护管理手册编制。为使中卫下河沿黄河公路大桥管养部门在运营养护期的检查、维修工作提供具有规范性、标准化的技术指导，使所有桥梁结构设施在设计使用年限内尽可能接近或优于建成时的运营服务状态，避免因桥梁损伤或结构提前老化降低服务水平或对使用安全性造成威胁。建设一处牵头编制了《中卫下河沿黄河公路大桥管理养护手册》并通过了专家评审，作为中卫下河沿黄河公路大桥工程结构维护基础性技术文件，具有必要性和可推广价值，2024年6月底将出版并报中心发文执行。

　　5、开展光伏发电在公路养护站应用。为贯彻落实国家《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》和《“十四五”可再生能源发展规划》中提出的“全面推进分布式光伏开发，重点推进工业园区、经济开发区、公共建筑等屋顶光伏开发利用行动，重点推动可利用屋顶面积充裕、电网接入和消纳条件好的政府大楼、交通枢纽、学校医院、工业园区等建筑屋顶，发展“自发自用、余电上网”的分布式光伏发电，提高建筑屋顶分布式光伏覆盖率”要求，建设一处提出在中卫下河沿黄河桥项目沙坡头养护站5栋单体建筑屋面安装标准光伏组件178块，每块组件最大功率为600Wp，光伏组件采用固定支架安装面积1428.6平方米，实现光伏电和市电并网，为养护工区及治超站提供清洁能源电力，用于养护站日常照明、办公、供暖、生活用电等。屋面太阳能系统能够有效支撑强国试点绿色低碳示范工程开展，能够满足国家低碳环保相关要求，具有实用性和可以推广价值。2024年5月已通过电力部门验收并并网使用。

　　五、小结

　　中卫下河沿黄河桥以创建智慧生态公路桥梁示范工程为理念，通过大跨径斜拉桥绿色低碳设计、施工和养护，减少临时场地占用、促进水处理回收利用和降低建筑材料、人力资源的使用，推进大跨径斜拉桥交通基础设施基建项目低碳化、绿色化、智慧化，成果突破传统建养管周期高能耗、高排放困境。通过项目研究，可降低混凝土生产成本30%、大幅降低钢结构拼装人工成本50%，降低钢结构拼装返工成本90%，节约钢结构拼装材料40%;回收利用建筑垃圾节约材料30%，节约施工用水4000t;直接降低二氧化碳排放量1200吨以上。降低养护准则降低人力资源、运营养护期物资成本25%;大跨径斜拉桥服役性能退化及智慧决策技术带来维修成本的节约和物资损耗的降低，预估可降低30%维修成本，养护物资节约20%;大跨径斜拉桥全寿命周期建管养一体化平台搭建带来人力资源成本的节约和物资损耗的降低20%人力资源成本，物资损耗节约20%以上，由此项目节约成本约3600万元。该项目成果短期内可形成标准化、操作性强的绿色低碳桥梁技术体系和区域大跨径斜拉桥绿色低碳示范工程推广效应，引领自治区路桥设计、施工和运养绿色低碳循环发展体系;中长期通过环境效益评估标准体系推广和示范工程产生的关键技术辐射效应，服务国家和行业降碳重点战略方向、推动减污降碳协同增效。