挺直創(chuàng)新脊梁 讓中國拱橋跨山越河

中國工程院院士、廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院教授鄭皆連（左一）在橋梁建設(shè)現(xiàn)場指導(dǎo)工作。廣西大學(xué) 供圖

　　不久前，由中國工程院院士、廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院教授鄭皆連擔(dān)任總設(shè)計(jì)師并主持建設(shè)的世界首座跨徑超600米的拱橋——天峨龍灘特大橋建成通車。中國拱橋再次以“世界之最”的雄姿飛棧連云，引領(lǐng)世界拱橋發(fā)展實(shí)現(xiàn)新跨越。

　　近年來，廣西大學(xué)鄭皆連團(tuán)隊(duì)突破一個個創(chuàng)新“無人區(qū)”，為中國拱橋建設(shè)創(chuàng)下多項(xiàng)“世界第一”。鄭皆連帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在山水間架起一條條坦途，致力打造中國拱橋自主創(chuàng)新品牌。多年來，團(tuán)隊(duì)不斷突破拱橋建造新工藝、新材料、新技術(shù)，創(chuàng)造多個“第一”，實(shí)現(xiàn)拱橋從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的飛躍，為我國大跨拱橋建造關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)跑世界作出了重大貢獻(xiàn)。

　　首創(chuàng)

　　開辟拱橋時代發(fā)展新路徑

　　中國是橋梁的故鄉(xiāng)，自古就有“橋梁的國度”之稱。橋梁結(jié)構(gòu)基本分為四大類型，拱橋、斜拉橋、梁橋、懸索橋。其中，廣西的拱橋數(shù)量和質(zhì)量均居全國前列，被稱為“拱橋之鄉(xiāng)”。廣西的地形以山地為主，石灰?guī)r地質(zhì)廣布，巖石抗力強(qiáng)，為拱橋的建設(shè)提供了得天獨(dú)厚的條件。同時，考慮到廣西的經(jīng)濟(jì)狀況，如何在有限的資金下實(shí)現(xiàn)最大的交通改善，成為交通部門面臨的重大挑戰(zhàn)。

　　“材料選擇靈活、造價低廉、耐久且美觀，是廣西大力發(fā)展拱橋的重要原因。”鄭皆連介紹。

　　在這片孕育奇跡的土地上，“橋梁人”鄭皆連憑借非凡的智慧和勇氣，成為拱橋建設(shè)的開拓者。1965年，剛從重慶交通學(xué)院畢業(yè)的他，被分配到廣西百色公路總段工作。當(dāng)時廣西交通落后的狀況，尤其是一到汛期木橋頻繁被沖垮造成交通中斷的問題，令他深感改善交通的迫切性，于是他立志將臨時性的木橋替換成永久性的橋梁。

　　1968年，年僅27歲的鄭皆連和團(tuán)隊(duì)在廣西靈山三里江大橋規(guī)劃建設(shè)中提出了“雙曲拱橋無支架施工”的方案，并與其他技術(shù)人員一起開展了攻關(guān)試驗(yàn)。他擔(dān)任大橋的設(shè)計(jì)師并在現(xiàn)場組織指揮施工，吃住在工地。

　　“為確保成功，我們精心設(shè)計(jì)了拱橋吊裝的每一步工序，并準(zhǔn)備了詳盡的應(yīng)急方案?！编嵔赃B回憶，他和同事們邊實(shí)踐、邊總結(jié)，最終摸索出了拱肋扣掛、松索合攏的無支架施工新工藝，在不到10個月的時間內(nèi)，僅以7萬元的成本就成功建成了跨徑46米的靈山三里江大橋。

　　“當(dāng)時，這一新工藝在我國屬于首創(chuàng)?！编嵔赃B談起當(dāng)時的情況仍滿臉自豪。

　　靈山三里江大橋是我國第一座無支架施工雙曲拱橋，結(jié)束了千百年來修拱橋必須搭支架的歷史。大橋建成后，全國多個省份的橋梁專家前來參觀，相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)在全國迅速推廣，僅廣西用這種方法修建的雙曲拱橋就達(dá)上萬延米。

　　突破

　　攻克多項(xiàng)世界級技術(shù)難題

　　創(chuàng)新沒有止境，最好的創(chuàng)新只能是“下一個”。多年來，鄭皆連帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻克雙曲拱橋存在的整體性差、接縫多且易開裂等難題，創(chuàng)造了拱橋建設(shè)的多個奇跡。1976年，鄭皆連團(tuán)隊(duì)建成了廣西第一座無支架施工鋼筋混凝土箱型拱橋——來賓紅水河大橋。

　　該橋的跨徑組合為“90米+105米+90米”，榮獲國家優(yōu)質(zhì)工程銀質(zhì)獎。這一成就讓鋼筋混凝土箱型拱橋的工藝逐漸走向標(biāo)準(zhǔn)化，在之后的十幾年里，廣西建設(shè)的同類橋梁占當(dāng)時廣西公路大橋總數(shù)的70%。

　　2013年，72歲的鄭皆連指導(dǎo)建成主跨徑530米的世界第一座跨徑逾500米的鋼管混凝土中承式拱橋——四川合江長江一橋（又名波司登大橋）。這座橋采用纜索吊運(yùn)、斜拉扣掛懸拼、合攏后松索工法安裝，開發(fā)了真空輔助壓力多級連續(xù)灌注管內(nèi)混凝土的新工藝及設(shè)備，拱橋的施工技術(shù)和跨徑將世界橋梁發(fā)展向前推進(jìn)了一大步。

　　在合江長江一橋的建設(shè)過程中，鄭皆連始終踐行“科研走在先”的理念，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了諸多技術(shù)難題，并取得了多項(xiàng)科研成果。其中，針對當(dāng)時已經(jīng)建成的400多座鋼管混凝土拱橋中普遍存在的鋼管內(nèi)混凝土灌注不密實(shí)這一技術(shù)難題，他們進(jìn)行了深入的科技攻關(guān)。

　　通過一年多的努力，鄭皆連帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了“大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土真空輔助灌注方法及灌注系統(tǒng)”，這一突破性技術(shù)為合江長江一橋的順利建成和該類型拱橋的建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障，并因此榮獲了中國專利優(yōu)秀獎。該橋還相繼獲得第三十六屆國際橋梁大會最高獎喬治·理查德森獎、中國土木工程詹天佑獎以及中國建設(shè)工程魯班獎等獎項(xiàng)。

　　善于鉆研、勇于創(chuàng)新是鄭皆連及團(tuán)隊(duì)一貫的風(fēng)格。2016年，已年逾古稀的鄭皆連被推舉為建設(shè)專家組組長，指導(dǎo)建成了跨徑416米的世界最大跨徑客貨共線鐵路混凝土拱橋——云桂高鐵南盤江特大橋。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)提出了“分環(huán)、多工作面、斜拉索調(diào)載澆注勁性骨架外包混凝土”工法并成功應(yīng)用于該橋，不僅節(jié)省了約3000萬元的建設(shè)成本，還榮獲了中國土木工程詹天佑獎。

　　鄭皆連還用此工法指導(dǎo)建成了世界最大跨徑的混凝土拱橋——滬昆高鐵北盤江特大橋，再次展現(xiàn)了他在拱橋建設(shè)領(lǐng)域的卓越才華。2017年，他又挑起了指導(dǎo)建設(shè)雅魯藏布江上主跨徑430米的川藏鐵路藏木特大橋的重任，并成功攻克了高原高寒日溫差大條件下世界上最大管徑、單管超千方混凝土頂升灌注的難題，為藏木特大橋的建設(shè)作出了重大貢獻(xiàn)。

　　擔(dān)當(dāng)

　　引領(lǐng)橋梁“中國方案”問鼎全球

　　2020年，79歲的鄭皆連再次肩負(fù)重?fù)?dān)，主持建成了跨徑575米的平南三橋正式建成通車，再次刷新了世界拱橋路徑紀(jì)錄，使該橋成為中國拱橋閃耀世界的新名片。

　　“如果不是鄭院士的堅(jiān)定執(zhí)著、勇于擔(dān)當(dāng)和科學(xué)論斷，這一次的世界紀(jì)錄極有可能與我們失之交臂?！痹撔？蒲性涸洪L陳正介紹，2017年，根據(jù)廣西交通發(fā)展規(guī)劃，要在荔浦至玉林高速公路平南北互通連接線上橫跨潯江修建平南三橋。初步設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)院推薦懸索橋方案，而專業(yè)審查單位推薦斜拉橋方案，一時難以定奪。

　　為減少投資、提升結(jié)構(gòu)剛度、降低運(yùn)營期維護(hù)費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)，鄭皆連提出了建設(shè)跨徑575米的鋼管混凝土拱橋方案，但評審時該方案被否定了。有專家質(zhì)疑其風(fēng)險(xiǎn)過高，特別是在一岸為結(jié)實(shí)基巖、另一岸為卵石層的地質(zhì)條件下，難以滿足傳統(tǒng)拱橋的建造要求。

　　面對質(zhì)疑，鄭皆連沒有退縮，而是立即開展論證，并起草了提綱，前往交通運(yùn)輸部進(jìn)行匯報(bào)。彼時已76歲高齡的他，還主動請戰(zhàn)出任平南三橋建設(shè)專家組組長，與參建各方共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，最終促成平南三橋采用鋼管混凝土拱橋方案。

　　2020年底，歷時28個月，工期提前8個月，平南三橋建成。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破了卵石地基不能建設(shè)特大跨徑拱橋的限制，在國內(nèi)首次成功地將“圓形地連墻+卵石層注漿加固”方案應(yīng)用于拱橋建設(shè)。同時，團(tuán)隊(duì)還運(yùn)用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、智能張拉等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了以力主動控制代替剛度被動控制，將200米高的塔架頂部偏位精確控制在20毫米以內(nèi)。

　　平南三橋不僅具有完全的中國自主知識產(chǎn)權(quán)，還獲得了9項(xiàng)國家發(fā)明專利的授權(quán)。其中，“一種拱橋施工纜索吊塔架位移控制系統(tǒng)及使用方法”更是榮獲了中國專利優(yōu)秀獎。該橋造價比懸索橋和斜拉橋分別節(jié)省了8000多萬元和3000多萬元，同時每年還能節(jié)省100多萬元的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。其剛度更是比懸索橋大10倍以上，比斜拉橋大8倍多。

　　近年來，中國在鋼管混凝土拱橋與混凝土拱橋的跨徑和建造技術(shù)方面均位居世界前列，大大增強(qiáng)了中國橋梁技術(shù)在海外工程建設(shè)市場的競爭力。目前，共建“一帶一路”國家的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼，隨著中國橋梁施工企業(yè)不斷在世界各國建造大型拱橋，中國也將搭建起中外文明交流互鑒的文化“橋梁”。

《中國教育報(bào)》2024年10月07日 第06版