2月1日建成通車(chē)的天峨龍灘特大橋。
鄭皆連院士在天峨龍灘特大橋施工現(xiàn)場(chǎng)查看智能調(diào)高支座。圖源：廣西路橋工程集團(tuán)有限公司
在天峨縣紅水河流域龍灘電站水庫(kù)庫(kù)區(qū)，乘船水上，舉目仰望，一座雄偉的混凝土本色大橋猶如從山峰里綿延長(zhǎng)出，橋接峰，峰連橋，巧奪天工，渾然天成。這就是于2月1日建成通車(chē)，由中國(guó)工程院院士、廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院教授鄭皆連主持建設(shè)，連接紅水河兩岸、南丹至下老高速公路的控制性工程、跨徑600米的世界最大跨徑混凝土拱橋——天峨龍灘特大橋。
幾十年來(lái)，全世界混凝土跨徑拱橋每年跨徑增長(zhǎng)是1.5米。這一下把混凝土拱橋跨徑的世界紀(jì)錄提高了155米，相當(dāng)于干了100年的活。
“建設(shè)合適橋型”是鄭皆連院士團(tuán)隊(duì)一以貫之的建橋理念。前期經(jīng)過(guò)大量細(xì)致的地質(zhì)地形勘查研判，他認(rèn)為此處適宜建設(shè)拱橋，而且拱橋擁有剛性好、耐久性強(qiáng)、減少后期護(hù)養(yǎng)費(fèi)等優(yōu)勢(shì)，比建斜拉橋可節(jié)省建設(shè)經(jīng)費(fèi)1.25億元。
澆筑外包混凝土是勁性骨架混凝土拱橋施工最危險(xiǎn)階段，施工難度極大，不但加載重量大、時(shí)間長(zhǎng)，而且加載次數(shù)多，每次混凝土澆筑一旦失敗都難于補(bǔ)救。為此，鄭皆連院士團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了外包混凝土澆筑節(jié)段足尺模型試驗(yàn)，檢驗(yàn)外包混凝土施工性、澆筑工藝和模板。模板全部工廠化加工，半機(jī)械化安裝，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)外包混凝土澆筑最短周期記錄。
大橋拱肋勁性拱骨架8150噸，外包混凝土28100立方米，二者質(zhì)量比是1/8.6，比已建成類(lèi)似橋梁大許多，仍不能單獨(dú)承擔(dān)外包混凝土7萬(wàn)多噸重量，怎么辦？選擇分環(huán)澆注！即拱圈豎向分為底板環(huán)、腹板環(huán)、頂板環(huán)3環(huán)，每環(huán)分8個(gè)工作面對(duì)稱(chēng)澆筑，每次由8臺(tái)壓力泵執(zhí)行混凝土輸送，同步澆注4個(gè)工作面。最終分36次成功完成拱桁外包混凝土澆筑。
作為大橋總設(shè)計(jì)師，鄭皆連的足跡深深刻印在科研、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控監(jiān)測(cè)等大橋建設(shè)和育人全過(guò)程。去年6月的一天，年過(guò)八旬的他還攀上高高的拱架對(duì)每個(gè)工作面如“放大鏡”般仔細(xì)勘察。勸他歇歇，他不干：“親自看一看會(huì)更放心！”就跟他的微信名一樣，是個(gè)“倔老頭”。
有一次，廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院黨委書(shū)記陳正教授在外包混凝土一個(gè)工作面上發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)小裂縫，隨即打開(kāi)微信視頻連線鄭皆連。全面查看后，鄭皆連提出，在工作性能控制層面，應(yīng)進(jìn)行原材料均化，盡可能避免原材料差異導(dǎo)致的混凝土工作性能不穩(wěn)定的問(wèn)題；在泵送現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)控混凝土工作性能，保障入?；炷恋姆€(wěn)定性、均勻性。經(jīng)他指導(dǎo)，建設(shè)者們高效率高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了大橋外包混凝土的良好澆筑及抗裂，達(dá)到表面光滑密實(shí)無(wú)裂縫。
“科研是解決問(wèn)題的。大量修拱橋就會(huì)遇到大量的問(wèn)題亟待解決，就會(huì)產(chǎn)生大量的技術(shù)創(chuàng)新?！编嵔赃B認(rèn)為，橋梁專(zhuān)業(yè)是應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)，橋梁專(zhuān)業(yè)的師生應(yīng)當(dāng)在重大工程中接受鍛煉，提高能力，磨礪意志。
天峨龍灘特大橋建設(shè)過(guò)程中，鄭皆連院士團(tuán)隊(duì)提出并采用了包括強(qiáng)骨架、降低成橋應(yīng)力、調(diào)控施工應(yīng)力和多重結(jié)構(gòu)驗(yàn)算等在內(nèi)的綜合技術(shù)創(chuàng)新舉措，有效保障了大橋的施工安全；提出“以考慮施工全過(guò)程的結(jié)構(gòu)整體雙重非線性分析驗(yàn)算及現(xiàn)行鐵路混凝土橋梁規(guī)范采用的容許應(yīng)力驗(yàn)算為主，公路橋梁規(guī)范采用的截面承載能力驗(yàn)算為輔”的拱肋驗(yàn)算總體思路，還編制了《南丹至天峨下老高速公路龍灘特大橋主拱肋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算指南》，成功用于大橋設(shè)計(jì)，減少縱向鋼筋3200噸，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益；提出一種適新型栓焊節(jié)點(diǎn)連接形式，很好地避免了傳統(tǒng)連接工藝切割節(jié)點(diǎn)法蘭盤(pán)引起拱肋應(yīng)力重分布所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
自2020年6月開(kāi)工建設(shè)，歷時(shí)43個(gè)月，天峨龍灘特大橋?qū)崿F(xiàn)了零安全事故、質(zhì)量全優(yōu)、綠色建設(shè)、造價(jià)和工期不超的目標(biāo)，并創(chuàng)造了業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)研究全產(chǎn)業(yè)鏈均在廣西的新突破。2月15日，天峨縣發(fā)生4.4級(jí)地震，處于震中的天峨龍灘特大橋安穩(wěn)如初。
現(xiàn)代橋梁有4種基本橋型：拱橋、斜拉橋、梁橋、懸索橋，鄭皆連為何對(duì)拱橋情有獨(dú)鐘？
“這4種橋型中，拱橋的歷史最為悠久?！编嵔赃B介紹，中國(guó)的趙州橋建設(shè)于1400多年前，被認(rèn)為是世界上第一座敞肩拱石拱橋。相較其他橋型，拱橋造價(jià)較低、耐久、美觀，對(duì)于經(jīng)濟(jì)相對(duì)欠發(fā)達(dá)的廣西而言，能實(shí)現(xiàn)“花最少的錢(qián)、辦最大的事”?！袄鲜墙ü皹?，不知不覺(jué)就上癮了，當(dāng)然我也主持修建過(guò)其他橋型，但還是以拱橋?yàn)橹?。?
在半個(gè)多世紀(jì)的橋梁建設(shè)生涯中，鄭皆連帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了多個(gè)“第一”：主持修建了廣西第一條高速公路——桂柳高速；主持修建了當(dāng)時(shí)世界最大跨徑的鋼管混凝土拱橋——跨徑530米的四川合江長(zhǎng)江一橋；指導(dǎo)修建了世界最大跨徑的鐵路鋼管混凝土拱橋——跨徑430米的拉林鐵路雅魯藏布江藏木特大橋……與取得多項(xiàng)突破相伴的是，鄭皆連先后獲3項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)、茅以升科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)—橋梁大獎(jiǎng)，他主持的大橋項(xiàng)目相繼榮獲國(guó)際橋梁大會(huì)最高獎(jiǎng)——喬治·理查德森獎(jiǎng)、中國(guó)土木工程詹天佑獎(jiǎng)、中國(guó)建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)。
一次次刷新拱橋世界紀(jì)錄的鄭皆連，認(rèn)真地說(shuō)：“負(fù)責(zé)任的工程師不應(yīng)追求世界紀(jì)錄，但也不怕超越世界紀(jì)錄。”
