6月18日,備受矚目的蘇通長(zhǎng)江公路大橋?qū)崿F(xiàn)主橋合龍。這座位于江蘇省東部南通市和蘇州(常熟)市之間,全長(zhǎng)32.4公里,其中跨江大橋長(zhǎng)8126米,跨徑為1088米的斜拉橋,已經(jīng)超過(guò)目前世界最大跨徑890米的日本多多羅橋,創(chuàng)造了“最大群樁基礎(chǔ)”、“最高橋塔”、“最長(zhǎng)斜拉索”和“最大主跨”4項(xiàng)世界造橋紀(jì)錄,標(biāo)志著中國(guó)斜拉橋建造技術(shù)已步入世界前列。
據(jù)悉,拱橋、懸索橋、斜拉橋和梁橋是當(dāng)今世界4種主要橋型。中國(guó)是世界上建有橋梁最多的國(guó)家,拱橋是中國(guó)最古老的橋梁。此前,我國(guó)已建造迄今世界拱橋最大跨徑550米的上海盧浦大橋,并在拱橋建造技術(shù)工藝方面一直保持著世界領(lǐng)先的地位。在懸索橋建設(shè)方面,我國(guó)已將跨徑做到1650米,與目前世界跨度最大的1990米懸索橋僅差340米。從整體水平看,中國(guó)正由橋梁大國(guó)邁向橋梁強(qiáng)國(guó)。
然而,創(chuàng)新無(wú)止境。作為起源于我國(guó)、已有1400多年歷史的拱橋,面對(duì)懸索橋、斜拉橋跨徑的不斷突破,其跨徑能否突破千米,成為我國(guó)橋梁建設(shè)科技工作者關(guān)注的新課題。近日,記者就此采訪中國(guó)工程院院士、著名橋梁工程師鄭皆連,他說(shuō):“拱橋跨徑要突破千米,從計(jì)算技術(shù)上說(shuō)沒(méi)問(wèn)題,關(guān)鍵在工藝和材料?!?/FONT>
“我國(guó)多跨鋼管混凝土拱橋綜合建造技術(shù)躍上新水平”
跨徑,是橋梁建造水平的重要體現(xiàn),與橋梁建造技術(shù)工藝密切相關(guān)。鄭皆連介紹:“2004年10月建成通車(chē)的錢(qián)塘江四橋,是采用具有民族特色拱橋結(jié)構(gòu)的成功范例,它的成功建造,標(biāo)志著我國(guó)多跨鋼管混凝土拱橋建造綜合技術(shù)躍上了一個(gè)新水平?!?/FONT>
據(jù)悉,錢(qián)塘江四橋由廣西路橋公司主要承建,該拱橋創(chuàng)造了多項(xiàng)令世人驚嘆的“國(guó)內(nèi)首創(chuàng)”和“世界之最”:主橋全長(zhǎng)超過(guò)千米,為目前國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)雙層橋面組合系桿拱橋;大跨190米跨徑,為國(guó)內(nèi)梁拱組合簡(jiǎn)支體系中的最大跨徑;首次在強(qiáng)涌潮區(qū)域采用單、雙壁鋼吊箱施工工藝;首次采用號(hào)稱(chēng)亞洲第一的6500噸抗震球型支座;首次采用世界第一規(guī)模的雙主索雙主跨三主塔吊裝系統(tǒng)……。
此外,該橋?qū)僭O(shè)計(jì)新穎的鋼管砼雙層橋,上面6車(chē)道走汽車(chē),下面走輕軌車(chē)和公交車(chē)。主橋長(zhǎng)1360米。在設(shè)計(jì)上,將大橋與周?chē)h(huán)境和附近的橋協(xié)調(diào);為了節(jié)約造價(jià),將整座大橋設(shè)計(jì)成大小拱結(jié)合的鋼管混凝土系桿梁拱組合結(jié)構(gòu),雙層橋面,其中兩座為190米跨徑的主拱,9座為85米跨徑的小拱。同時(shí),將拱橋上、中、下承式都反映到橋上,小跨上承式、下承式,大跨中承式、下承式。無(wú)論從經(jīng)濟(jì)、使用功能以及新穎角度看,都十分突出。
在施工方面,它把廣西創(chuàng)造的拱橋懸拼施工的兩種工藝——1968年建設(shè)三里江橋創(chuàng)造的鋼絲繩斜拉扣掛,1992年建設(shè)邕寧橋創(chuàng)造的鋼絞線(xiàn)斜拉扣掛,同時(shí)恰到好處地用在錢(qián)江四橋建設(shè)上。在9跨85米小拱施工中,將拱分成三段,采用鋼絲繩斜拉扣掛施工,速度非???,扣好兩端的兩段,再將中間一段與之吻合,就完成了。
“這座橋施工非常快,是因?yàn)楣捌囱b正是臺(tái)風(fēng)季節(jié)?!?鄭皆連介紹,施工期間氣象臺(tái)對(duì)臺(tái)風(fēng)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)期為3~4天,也就是說(shuō),只要3天內(nèi)能合攏一孔,就能保證施工安全進(jìn)行,否則很難按預(yù)定工期完成工程建設(shè)任務(wù)。這項(xiàng)工程的完成,也使廣西的橋梁施工水平上了一個(gè)新的臺(tái)階,并獲得了中國(guó)土木工程“詹天佑大獎(jiǎng)”和“魯班獎(jiǎng)”。
“增大拱橋跨徑,有利增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力”
“增加拱橋跨徑,一方面因?yàn)樗菢蛄涸O(shè)計(jì)、建造水平的體現(xiàn);另一方面也可以增強(qiáng)橋梁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,推進(jìn)橋梁技術(shù)的進(jìn)步,進(jìn)一步降低橋梁建設(shè)成本?!?鄭皆連指出。
鄭皆連介紹,目前,在我國(guó)345.7萬(wàn)公里的公路上,有各類(lèi)橋梁53.36萬(wàn)座、2039.91萬(wàn)延米,其中,跨徑超千米的特大型橋梁有7座。在跨徑前十位的世界各類(lèi)橋型中,斜拉橋我國(guó)占了8座,懸索橋我國(guó)內(nèi)地占了5座?,F(xiàn)在,我國(guó)的懸索橋施工已經(jīng)做到1650米,與目前世界跨度最大的1990米懸索橋僅差340米。斜拉橋,蘇通大橋跨徑已達(dá)到1088米,超過(guò)世界目前最大跨徑890米的日本多多羅橋。
而在拱橋建造方面,我國(guó)也擁有多項(xiàng)跨徑的世界紀(jì)錄:146米的山西丹河石拱橋、150米的河南前河雙曲拱橋、330米貴州江界河桁式組合拱橋、360米廣東丫髻沙鋼管混凝土拱橋、420米重慶萬(wàn)縣鋼骨混凝土箱型拱橋,還有被譽(yù)為“世界第一鋼拱橋”跨徑達(dá)550米的上海盧浦大橋等。拱橋跨徑雖有很大突破,但與懸索橋和斜拉橋比還相差甚遠(yuǎn)。
我國(guó)建造拱橋具有較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。廣西路橋建了幾十座100米左右跨徑鋼筋混凝土箱型拱橋,每平方米的造價(jià)與跨徑20~30米的梁橋造價(jià)相當(dāng)。鄭皆連指出,如果我們?cè)诠皹蚩鐝缴夏苓M(jìn)一步突破,就能無(wú)形中使懸索橋、斜拉橋在大跨徑橋梁建設(shè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中增加了一個(gè)對(duì)手,競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果,必然會(huì)加速橋梁建設(shè)的科技進(jìn)步。
“拱橋跨徑欲破千米,關(guān)鍵在工藝和材料”
鄭皆連認(rèn)為,拱橋跨徑要突破千米,關(guān)鍵在工藝和材料。
他介紹,盡管千百年來(lái)人們?yōu)樾藿ù罂鐝焦皹蜻M(jìn)行了不懈探索,進(jìn)展卻十分緩慢。歷史上,建拱橋都是先在河上搭好支架,這種方式不僅材料耗費(fèi)多,且搭架難度很大,拱橋跨徑很難有大的突破。鋼絲繩斜拉扣掛松索合龍法施工工藝的出現(xiàn),雖解決了修橋不搭拱架的難題,但拱肋懸拼段數(shù)一般不過(guò)5段,鋼筋混凝土拱橋跨徑不超過(guò)150米。直到上世紀(jì)90年代初,在廣西邕寧邕江橋建設(shè)中,廣西路橋創(chuàng)造了鋼絞線(xiàn)千斤頂斜拉扣掛合龍后松索的施工工藝,解決了拱肋多段懸拼的安全性、準(zhǔn)確性問(wèn)題,成功地建成了當(dāng)時(shí)世界最大跨徑的鋼筋混凝土肋拱橋,跨徑突破了300米大關(guān)。
廣西路橋公司又利用這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),先后承建了來(lái)賓磨東大橋,南寧三岸邕江大橋、重慶合川嘉陵江大橋、武漢江漢五橋安徽太平湖大橋等特大型鋼管混凝土拱橋,其單跨跨徑都在300米左右。在長(zhǎng)江、黃浦江等大江大河上,建設(shè)者們采用斜拉扣掛懸拼技術(shù),先后建成主跨達(dá)四五百米的世界最大跨徑的拱橋。
“目前,建造跨度600米的拱橋時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,但要達(dá)到1000米,難度非常大,其關(guān)鍵不在計(jì)算技術(shù),而是在建造工藝和材料。”鄭皆連說(shuō),“斜拉橋跨徑突破千米大關(guān)成績(jī)偉大,但它的建造工藝沒(méi)重大變化。而鋼筋混凝土拱橋跨徑要達(dá)到1000米,其建造工藝和材料必須有質(zhì)的飛躍。因此,拱橋跨徑的增加要比懸索橋、斜拉橋難,不能一蹴而就,需要循序漸進(jìn)。
此外,拱橋跨徑究竟要發(fā)展多大,不僅取決于施工工藝和材料的進(jìn)步,還應(yīng)看造價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)性如何、是否有合適的橋址、市場(chǎng)有無(wú)需要等一系列問(wèn)題,需要橋梁科技工作者進(jìn)一步深入研究。