当前位置：首页 > 正文

走进大桥

发布时间:2016-09-23 10:25:05

浏览量:

分享到:

1980年，17岁的川中少年在高考志愿栏中填写了铁路工程专业。清贫的大学时代，他多次从成都赶往几百公里外的重庆去看长江大桥，每次眺望跨江的彩虹，都充满了建设的憧憬。

　　他就是秦顺全，中铁大桥局集团有限公司总工程师、教授级高工，享受国务院特殊津贴专家，全国劳动模范，第十、十一届全国人大代表，第十二届全国人大常委，2009年12月当选中国工程院院士、成为我国最年轻的桥梁院士。

　　而今，川中少年梦想成真。他主持设计建造了多座世界级大桥：武汉天兴洲公铁两用长江大桥、南京大胜关长江大桥、郑州公铁两用黄河大桥；他首创了桥梁施工无应力状态控制安装计算的新理论

　　形成了中国人自己的斜拉桥建造技术理论体系；他首次提出并主持研究了海上大跨度连续梁桥整孔预制架设等成套技术方案，主持研制了填补国内空白的2500吨运架梁浮吊等关键设备。

　　秦顺全倍感骄傲的是：“世界上已有的桥型，中国人全部能做。”

　　在建桥竞技场上，他担当技术领军的中铁大桥局是中国桥梁建设的骨干和龙头企业，是中国唯一集桥梁科学研究、工程设计、土建施工、装备研发四位于一体的大型工程公司，先后被美国《工程新闻记录》评为“世界最大225家国际承包商”“国际十大桥梁承包商” 。

　　他为桥痴迷，“修桥不为破纪录，不为建'地标'，永远是为交通功能服务。”

　　他认为，中国是一个桥梁大国，并不缺乏领先于国际的建桥技术，但要建桥技术全面创新还需要更大的努力，只有通过技术创新，我们才能找到桥魂。(信爱华)

　　主讲课题：走近大桥

　　4月8日，一场关于大桥的科普盛宴准时开场，公路桥、铁路桥、梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥、开启桥……令人目不暇接。我国最年轻的中国工程院桥梁院士秦顺全，借助图片、三维动画、视频等解构了各类型桥梁结构以及桥梁建设过程。

　　曾几何时，桥梁作为路的延伸只为了满足人们的交通需求，而今桥梁被赋予了更为丰富的内容－－－赏心悦目的景观、独一无二的城市地标。透过秦院士的讲述，我们发现桥梁跨度越修越大，越修越让人惊艳－－－排名世界第一的日本明石海峡桥跨度达到1991米，被法国人誉为“云中之桥”的米约大桥最高点距离地面1125英尺（约为342.9米）。

　　挺拔、坚固的桥梁其实更像男人，无论是遍布城市的立交桥还是随着路网延伸挺立的铁道桥。他们几十年、上百年默默无闻地屹立着，用坚实的臂膀托起平坦、畅通的路面，供行人和车辆安心通行。有责任感、勇于担当的男人值得女人爱，坚固且经得起考验的桥梁则值得所有人爱。

　　桥梁分类和受力特征

　　在外行看来，桥梁无疑是一个大家族，有古香古色的石桥、木桥、竹桥，有让人眼花缭乱的钢桥、拱桥、斜拉桥……而在秦顺全这样的内行看来，桥梁的分类很简单、很明确：按照结构体系分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥、悬索桥；按照桥面位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥；按照材料分为木桥、圬工桥、钢桥、混凝土桥；按照跨越方式分为固定式桥、开启桥、浮桥、漫水桥。正所谓知识就是力量，院士的三言两语就对外行全面、迅速认识桥梁起到了四两拨千斤的作用。

　　在《铁路视野》的现场，秦顺全借助随处可见的竹签，演示了桥梁构件受力的主要3种特征－－－受弯，即把重物放在水平构件上；受压，即在构件两端相向施力；受拉，即在构件两端反方向拉伸。形象而直观的演示，不仅使现场观众一致认同，拉断一个构件“必须通过强烈的破坏”“悬索桥最坚固”等观点，而且使他们轻松理解为什么悬索桥世界冠军－－－明石海峡大桥跨度能做到1991米，而2010年梁桥世界冠军－－－重庆石板坡大桥的跨度仅为330米。

　　发展壮大的高铁桥梁群

　　近年来，桥梁群体不断壮大，在交通体系中所占比重不断增加。连线成网的高速铁路也被桥梁占去了“半壁江山”。有数据显示，我国已建成的9300多公里高速铁路中有一半以上是桥梁，全长1318公里的京沪高铁桥梁所占比重超过了80％。随着土地资源的稀缺和土地价值的大幅增长，“以桥代路”正成为高速铁路的大趋势。

　　梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥还可以继续细分为公路桥和铁路桥。较之于公路桥，铁路桥的荷载要大得多。用秦院士的话说，目前中国1线铁路桥的荷载相当于8线到10线公路桥的荷载，4线铁路、6线公路的武汉天兴洲公铁两用长江大桥折算下来相当于36线的公路桥荷载。与此同时，行驶在铁路桥尤其是高铁桥梁上的列车时速较之汽车要快得多，冲力也大得多。为了坚固、耐用起见，铁路桥的跨度都相对小一些。铁路混凝土梁式桥的世界纪录保持者是葡萄牙的波尔图铁路桥，跨度为250米；襄渝二线上的牛角坪特大桥，以192米的跨度屈居世界第二。由此不难看出，桥梁的跨度大小和荷载、通行车辆行驶速度成反比的。

　　在节目现场，秦院士讲的最多的是天兴洲大桥和南京大胜关长江大桥。它们“哥俩”无疑是中国已有桥梁中的翘楚，不仅是建设者的骄傲，更是中国铁路、全体中国人的骄傲。在铁路桥的圈子里，有不少中国血统的明星，如世界公铁两用桥跨度排名第一的天兴洲大桥、世界公铁两用桥长度排名第一的郑州公铁两用黄河大桥、世界铁路桥跨度排名第一的安庆长江大桥、在世界范围首创6线铁路设计的大胜关大桥……

　　桥梁为什么能横空出世

　　很多人都会惊艳于桥梁的外观，却鲜有深究桥梁是怎么建起来的。秦顺全介绍说，桥梁大概有5种建造方法，包括支架法、伸臂平衡法、顶推法、转体法、预制架设法。使用转体法建一座拱桥，可以先在山边做一个拱的定型，然后在拱的部分把它拼好，做完之后再把它转过来，就形成了一座桥。这样建桥方式的好处在于减少了施工难度且不影响交通，同时很好地解释了为什么很多桥梁尤其是立交桥能够一夜之间横空出世。

　　桥梁施工不是魔法，从来没有横空出世的奇迹。只不过很多人注意到桥梁的时候，它的绝大部分基础工作已经完成。

　　用业内人士的话说，“当你看到桥的时候，我们最难的时候已经过去了。”对于建设者而言，最难建的桥是深水桥梁，深水桥梁最难的部分则隐身于水下。然而，越难越有挑战性，世界各国都在跃跃欲试建造更宏伟、更有创造性的跨海大桥。

　　院士的讲述始终通俗明了，如潺潺溪水、润物春雨，现场观众一边吸收着关于桥梁的正能量，一边感受着那份珍藏了30多年、醇厚的爱桥之情。　(信爱华)　

　　水下的魔法和深水大桥的王者

　　水面下“变戏法”

　　世界上的建筑物多不胜数，但也许很难再有其他建筑物能像桥梁一样可以拥有如此灵动舒展的形态。弯曲如新月的桥拱，延伸如展翅的桥面，稳固如大山的桥墩……桥梁的所有部分都在展示着它挺拔的美。桥梁是凝固的艺术品，更是秦院士所说的“路的延伸”，是“跨越天堑的福音”。

　　世界上的桥梁多不胜数，但也许很难再有其他桥梁像深水大桥一样高深莫测。深水大桥往往比普通大桥更加雄伟，它硕大的“根”深深扎在看不见的水面下，人们一边赞叹着这水上飞虹，一边却又摸不透它是如何从水中“生长”出来的。

　　深水桥的萌芽是从水底开始的。说来奇特，深水桥的承台和桥墩施工必须要保证在无水的状态下进行，而在波涛汹涌的江河中，怎样的魔法才能让水中出现一片没有水的空间？答案就是围堰。像秦院士这样的桥梁工程师是一群不可思议的人，他们是深水桥的缔造者。秦院士幽默地说：“我们要在水下变个戏法。”桥梁工程师首先在岸上制作可以自浮的围堰，这就是后面水下施工中的防水结构。形象一点比喻的话，围堰就像是一个没有底的盆子，或者一个巨大的钢铁罩子。

　　围堰制作完成后由工程船舶运到预定的桥墩位置之上，然后工程师们利用抛锚定位的方法将它沉到水底。从水面到水底，这样一个庞然大物的定位误差不能超过10厘米，工程的精度令人惊叹。围堰沉水之后进行桩基施工，再将围堰中的水抽空，并用水下灌注混凝土的方法进行封底。经过这样一番神奇的“变戏法”，“没底的盆”就变成了“有底的盆”。在这个“盆”的混凝土底上，工程师们再进行承台浇筑施工。所谓承台，就是连接下面混凝土桩基和桥墩的一个过渡结构，施工人员就在围堰围起来的这样一个空间里从承台开始施工。围堰就像一道保护屏障将水挡在外围，承台浇筑完后再进行墩身钢筋绑扎，然后浇筑墩身。这样，大桥的“根”就牢牢扎在了水下。当设计数量的桥墩都用如此方法完成之后，深水大桥的“根”就稳稳地矗立在水中了。

　　从江河走向大海　

　　深水大桥中的王者是跨海大桥。不管在中国还是在世界其他国家，深水大桥建设都是从江河走向大海。在征服了长江、黄河之后，我国的桥梁工程师又征服了大海，相继建造了目前世界上最长的跨海大桥－－－杭州湾跨海大桥和东海跨海大桥、胶州湾跨海大桥等。世界各国都在跃跃欲试，都想要建造出更宏伟、更有创造性的跨海大桥，比如从阿拉斯加到俄罗斯远东地区的白令海峡工程、从亚平宁半岛意大利南端到西西里岛的墨西纳海峡工程、从西班牙到摩洛哥的直布罗陀海峡工程以及从丹麦到德国的费马海峡工程。据秦院士介绍，我国目前正在着手准备的是琼州海峡工程，此外还有备受关注的台湾海峡工程。

　　70米的“魔咒”

　　跨海大桥的建设难度比江河中的桥梁更进一步。秦院士将琼州海峡工程、台湾海峡工程称为真正意义上的跨海大桥，因为比起杭州湾大桥和东海大桥等近海桥梁来说，这两个海峡工程最大的特点就是水更深，这也给桥梁建设提出了更为苛刻的要求。过去，长江中建设的大桥水深最深是65米，在国际上最深也没有超过70米的。而琼州海峡和台湾海峡的水深都在80米至100米左右，这么深的水，怎么建？

　　桥梁领域有一个工种叫潜水工。深水基础建好后，必须要有潜水工下水检查质量，如果有问题，潜水工会通过水下作业来进行弥补。难题就在这里出现了。潜水工下潜作业的极限深度是70米，水深到了80米至100米，已经超过了极限深度。因此，跨海大桥深水基础要突破的最大难关就是不用潜水工下潜、通过机械设备就能检查水下工程质量，并且可以使用机械设备解决工程问题，而我国目前还没有在水深超过65米的情况下使用施工机械的实践经验。现阶段，技术人员正在对此难题进行攻关。

　　“吹”出来的跨海大桥

　　跨海大桥的跨度往往比江河中的桥梁更大，跨度加大后桥梁的柔性也会相应地变大；柔性加大之后，桥梁的风稳定性问题就随之出现了。1940年，跨度853米、刚修建完成4个月的美国塔科马桥被强风吹垮。这起事故之后，桥梁领域兴起了抗风研究的新方向。现在，工程师们可以先做出桥梁的模型，在风洞里面观察不同风速、不同风向的风对桥梁稳定性、行车舒适性的影响，跨海大桥的风稳定性研究在实验室里就可以完成了。