贺根生

 

6月18日，备受瞩目的苏通长江公路大桥实现主桥合龙。这座位于江苏省东部南通市和苏州(常熟)市之间，全长32.4公里，其中跨江大桥长8126米，跨径为1088米的斜拉桥，已经超过目前世界最大跨径890米的日本多多罗桥，创造了“最大群桩基础”、“最高桥塔”、“最长斜拉索”和“最大主跨”4项世界造桥纪录，标志着中国斜拉桥建造技术已步入世界前列。

 

据悉，拱桥、悬索桥、斜拉桥和梁桥是当今世界4种主要桥型。中国是世界上建有桥梁最多的国家，拱桥是中国最古老的桥梁。此前，我国已建造迄今世界拱桥最大跨径550米的上海卢浦大桥，并在拱桥建造技术工艺方面一直保持着世界领先的地位。在悬索桥建设方面，我国已将跨径做到1650米，与目前世界跨度最大的1990米悬索桥仅差340米。从整体水平看，中国正由桥梁大国迈向桥梁强国。

 

然而，创新无止境。作为起源于我国、已有1400多年历史的拱桥，面对悬索桥、斜拉桥跨径的不断突破，其跨径能否突破千米，成为我国桥梁建设科技工作者关注的新课题。近日，记者就此采访中国工程院院士、著名桥梁工程师郑皆连，他说：“拱桥跨径要突破千米，从计算技术上说没问题，关键在工艺和材料。”

 

 

跨径，是桥梁建造水平的重要体现，与桥梁建造技术工艺密切相关。郑皆连介绍：“2004年10月建成通车的钱塘江四桥，是采用具有民族特色拱桥结构的成功范例，它的成功建造，标志着我国多跨钢管混凝土拱桥建造综合技术跃上了一个新水平。”

 

据悉，钱塘江四桥由广西路桥公司主要承建，该拱桥创造了多项令世人惊叹的“国内首创”和“世界之最”：主桥全长超过千米，为目前国内最长双层桥面组合系杆拱桥；大跨190米跨径，为国内梁拱组合简支体系中的最大跨径；首次在强涌潮区域采用单、双壁钢吊箱施工工艺；首次采用号称亚洲第一的6500吨抗震球型支座；首次采用世界第一规模的双主索双主跨三主塔吊装系统……。

 

此外，该桥属设计新颖的钢管砼双层桥，上面6车道走汽车，下面走轻轨车和公交车。主桥长1360米。在设计上，将大桥与周围环境和附近的桥协调；为了节约造价，将整座大桥设计成大小拱结合的钢管混凝土系杆梁拱组合结构，双层桥面，其中两座为190米跨径的主拱，9座为85米跨径的小拱。同时，将拱桥上、中、下承式都反映到桥上，小跨上承式、下承式，大跨中承式、下承式。无论从经济、使用功能以及新颖角度看，都十分突出。

 

在施工方面，它把广西创造的拱桥悬拼施工的两种工艺——1968年建设三里江桥创造的钢丝绳斜拉扣挂，1992年建设邕宁桥创造的钢绞线斜拉扣挂，同时恰到好处地用在钱江四桥建设上。在9跨85米小拱施工中，将拱分成三段，采用钢丝绳斜拉扣挂施工，速度非常快，扣好两端的两段，再将中间一段与之吻合，就完成了。

 

“这座桥施工非常快，是因为拱拼装正是台风季节。” 郑皆连介绍，施工期间气象台对台风准确预报期为3～4天，也就是说，只要3天内能合拢一孔，就能保证施工安全进行，否则很难按预定工期完成工程建设任务。这项工程的完成，也使广西的桥梁施工水平上了一个新的台阶，并获得了中国土木工程“詹天佑大奖”和“鲁班奖”。

 

 

“增加拱桥跨径，一方面因为它是桥梁设计、建造水平的体现；另一方面也可以增强桥梁的市场竞争力，推进桥梁技术的进步，进一步降低桥梁建设成本。” 郑皆连指出。

 

郑皆连介绍，目前，在我国345.7万公里的公路上，有各类桥梁53.36万座、2039.91万延米，其中，跨径超千米的特大型桥梁有7座。在跨径前十位的世界各类桥型中，斜拉桥我国占了8座，悬索桥我国内地占了5座。现在，我国的悬索桥施工已经做到1650米，与目前世界跨度最大的1990米悬索桥仅差340米。斜拉桥，苏通大桥跨径已达到1088米，超过世界目前最大跨径890米的日本多多罗桥。

 

而在拱桥建造方面，我国也拥有多项跨径的世界纪录：146米的山西丹河石拱桥、150米的河南前河双曲拱桥、330米贵州江界河桁式组合拱桥、360米广东丫髻沙钢管混凝土拱桥、420米重庆万县钢骨混凝土箱型拱桥，还有被誉为“世界第一钢拱桥”跨径达550米的上海卢浦大桥等。拱桥跨径虽有很大突破，但与悬索桥和斜拉桥比还相差甚远。

 

我国建造拱桥具有较大的价格优势。广西路桥建了几十座100米左右跨径钢筋混凝土箱型拱桥，每平方米的造价与跨径20~30米的梁桥造价相当。郑皆连指出，如果我们在拱桥跨径上能进一步突破，就能无形中使悬索桥、斜拉桥在大跨径桥梁建设市场竞争中增加了一个对手，竞争的结果，必然会加速桥梁建设的科技进步。

 

 

郑皆连认为，拱桥跨径要突破千米，关键在工艺和材料。

 

他介绍，尽管千百年来人们为修建大跨径拱桥进行了不懈探索，进展却十分缓慢。历史上，建拱桥都是先在河上搭好支架,这种方式不仅材料耗费多，且搭架难度很大，拱桥跨径很难有大的突破。钢丝绳斜拉扣挂松索合龙法施工工艺的出现，虽解决了修桥不搭拱架的难题，但拱肋悬拼段数一般不过5段，钢筋混凝土拱桥跨径不超过150米。直到上世纪90年代初，在广西邕宁邕江桥建设中，广西路桥创造了钢绞线千斤顶斜拉扣挂合龙后松索的施工工艺，解决了拱肋多段悬拼的安全性、准确性问题，成功地建成了当时世界最大跨径的钢筋混凝土肋拱桥，跨径突破了300米大关。

 

广西路桥公司又利用这项创新技术，先后承建了来宾磨东大桥，南宁三岸邕江大桥、重庆合川嘉陵江大桥、武汉江汉五桥安徽太平湖大桥等特大型钢管混凝土拱桥，其单跨跨径都在300米左右。在长江、黄浦江等大江大河上，建设者们采用斜拉扣挂悬拼技术，先后建成主跨达四五百米的世界最大跨径的拱桥。

 

“目前，建造跨度600米的拱桥时机已经成熟，但要达到1000米，难度非常大，其关键不在计算技术，而是在建造工艺和材料。”郑皆连说，“斜拉桥跨径突破千米大关成绩伟大，但它的建造工艺没重大变化。而钢筋混凝土拱桥跨径要达到1000米，其建造工艺和材料必须有质的飞跃。因此，拱桥跨径的增加要比悬索桥、斜拉桥难，不能一蹴而就，需要循序渐进。

 

此外，拱桥跨径究竟要发展多大，不仅取决于施工工艺和材料的进步，还应看造价的竞争性如何、是否有合适的桥址、市场有无需要等一系列问题，需要桥梁科技工作者进一步深入研究。

 

链接：

桥梁建筑的基本类型