勇攀世界建桥高峰
——写在重庆朝天门长江大桥通车之际
□隋业辉

    4月29日，举世瞩目的世界跨度最大的拱桥——重庆朝天门长江大桥正式通车。
    这是继去年我公司承建的世界第一斜拉桥苏通长江大桥、世界最长跨海大桥杭州湾跨海大桥相继建成通车之后，二航局再攀世界建桥之巅，勇夺世界拱桥桂冠。
    朝天门长江大桥的建成，为重庆市交通建设史和世界钢拱桥梁建设史抹上了浓墨重彩的一笔，是我国桥梁建设史上的又一座里程碑。我无时不为二航人建造了这样一座世纪精品而倍感骄傲、自豪！
    在朝天门长江大桥胜利通车之际，在我们内心满怀着无尽的欢快和喜悦之时，让我们去揭秘这座被誉为重庆最美、创造了无数个奇迹的大桥，解读二航人建桥背后鲜为人知的故事。

“世界第一拱桥”名副其实

    重庆朝天门长江大桥设计首创多肋飞燕式钢桁拱形式是古典与现代建桥技术的完美结合，其精巧的钢结构是大工业城市重庆的最好形象及代言，也是中国大跨度钢桁桥的代表作。大桥结构复杂，建设的技术难度和科技水平堪称“世界级”，而且交通功能强大，造型美观，气势恢宏，是名副其实的世界第一拱桥。
    ——主跨世界最大：一桥飞架南北，天堑变通途。而朝天门大桥这一飞，就飞出了552米的主跨，刷新了上海卢浦大桥2003年创造的世界纪录，远超著名的澳大利亚悉尼海湾大桥，一跃成为“世界第一拱桥”。
    ——集纳众多施工方法：朝天门大桥主桥桥跨布置为190米+552米+190米三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，大桥建设过程中几乎涵盖了简支梁、悬臂梁、连续梁、斜拉体系、悬索体系、有推力拱、无推力拱等所有桥梁的施工方式。尤其是公轨两用、先拱后梁施工难度堪称世界第一，主桥上部结构建设规模、建设标准和科技含量代表着当今世界桥梁建设的最高水平。
    ——世界承载力最大的球形支座：在朝天门大桥主桥的两侧桥墩上，分别安装有2个球形支座，用以扛起近5万吨重的钢架桥。每个球形支座承载能力均达到1.45万吨，是目前世界上承载力最大的球形支座。支座的球面可在一定范围内扭曲、旋转，抵抗大桥因地震、颠簸、大风、洪水等引起的外力，确保大桥100年使用寿命。
    ——百万套螺栓：朝天门大桥的钢构件全部使用高强螺栓连接，总共有100多万套，首尾相连是重庆到成都的直线距离，其中单个结点的最多螺栓数量更是达到6000套。
    ——用钢量超过“鸟巢”：作为钢桁架系杆拱桥，朝天门大桥可以说是名副其实的一身钢筋铁骨。仔细测算，构建它雄伟的身躯用钢量高达4.95万吨，相当于10万辆轿车的用钢量，这比北京国家奥林匹克体育中心——“鸟巢”的外部结构用钢量还多七、八千吨。
    ——桥面油漆面积相当于1100个篮球场：大桥路面铺装达到7万平方米，相当于10个标准足球场的大小。大桥表面油漆面积约40余万平方米，相当于1000多个篮球场的面积。
    ——交通功能前所未有：大桥采用上行公路、下通轻轨的双层设计，上层为双向六车道汽车交通和两侧人行道，下层中央为轨道交通，两侧各预留两条汽车通道，这也是我国目前最大的公轨两用桥。国内著名桥梁设计大师杨进评价其“交通功能前所未有”。
    ——经得起万吨巨轮撞击：朝天门大桥跨度大，桥上安装了航标灯，再大的轮船都能通行。此外，大桥还有主动防撞功能，能经得起标准船队的意外撞击。即使万吨轮船驶进朝天门，桥墩也会安然无恙。

攻克世界性技术难题

    建造世界第一桥，意味着有世界性技术难题需要攻克。大跨度、双层构造、钢桁结构，仅这三个词语组合在一起，凝聚成的便是份量十足的一个关键词——高科技含量，伴随着高科技含量的就是高难度施工。在朝天门长江大桥建设过程中，二航人遇到了许多前所未有的困难和挑战。
    在大桥桩基施工中，项目部采用“水下砼灌浆止水法”解决了江底近30米深水岩基强透水难题，确保了主桥墩施工的质量、安全和工期。
    552米跨度钢桁系杆拱桥上部钢桁结构的安装，是朝天门大桥最有特点和最具技术难度的关键施工工序。施工中，项目部与相关科研单位一道利用先进的计算机模拟技术，一遍遍通过模拟试验来进一步验证施工工艺的可行性，提出了一套套充满创造性的施工方案。钢桁拱实现“零误差”合龙，钢系杆高精度对接，为国内外钢拱桥施工史上罕见。
    世界上最大的1.45万吨球形支座的精确安装是朝天门大桥建设的难点。二航人充分利用球形支座形成的“翘翘板”，确定了“将北主墩支座固定，南主墩支座在中跨合龙后保持纵向活动”这一方案，提前给边支点预留下降偏位，从而达到了精确调整横向偏差的目的。这样，钢梁向跨中偏移，只需要几百吨的力就能让钢梁整体纵移，纵向偏差的难题迎刃而解。这样的施工方案在我国桥梁建设中也是首创，二航人硬是将大桥建设的难点变成了亮点。
    架梁吊机大悬臂安装主桁构件时，设两对钢铰线扣索控制结构内力和变形，采用单股挂索、一次性张拉成型的工艺施工，其钢铰线扣索张拉及索力控制施工技术，为国内同类桥梁首创，处于国际领先水平。
    值得一提的是，2008年8月，正当大桥建设一帆风顺时，桥面体系施工突然遭遇了世界性的技术难题。项目部技术人员在铺设桥面板过程中发现，大桥的主体桥面和同层的桁架出现了高达15摄氏度的温差。同一种材料在相同的环境下竟然出现如此大的温差，温差可能导致结构发生相对运动，这将会影响大桥主体结构的受力体系。
    这样的情况在国内外的桥梁建设中从未出现过。为此，项目部立即组织专家进行技术分析，经过反复研究、讨论和计算，最终采用部分板桁结合的办法解决了这个难题。这似乎是一个意外，但是，二航建设者也有了一个巨大的收获：这一难题的成功攻克为世界桥梁建设提供了宝贵的经验和技术标准。
    二航人取得的科技攻关成果又何止这些。
    在大桥建设的近4年半时间里，二航人坚持自主创新，相继攻克了双层超宽50米箱梁超高支架现浇施工、2000吨·米拱上爬行吊机设计制造及安装施工、552米跨钢桁拱悬臂拼装、大悬臂拼装钢桁拱线形控制、钢桁拱及刚性系杆无应力合龙控制、高温度高湿度地区高强螺栓施工控制等八大施工难点，取得了以“1.45万吨球形支座安装技术研究、世界最大跨度钢桁拱桥悬拼技术研究”等为代表的九大科技攻关成果，创下多项国内乃至世界拱桥建造技术工艺的“第一”。“特大跨径钢桁架拱桥施工关键技术研究”科研成果于2008年7月通过了业主组织的专家验收，结论为“总体达到国际先进水平，部分处于国际领先水平”。项目部先后在各级刊物发表论文10余篇，获得中交股份工法2项，正在申报中交股份工法2项，正在申报国家工法2项，获得全国及重庆市优秀QC成果7项。

主拱合龙“天衣无缝”

    2008年1月18日，随着主桁最后一根构件安装就位，主桥合龙的关键时刻到了。工程技术人员对合龙口进行观察发现，合龙口横向、纵向、竖向误差均控制在5毫米内。项目部技术人员解释说，选择适当的温度，即可实现主拱完美合龙。
    1月25日，重庆朝天门长江大桥主拱合龙仪式隆重举行。“重庆朝天门长江大桥主拱胜利合龙！”随着合龙现场总指挥的汇报声，现场一片欢腾，合龙节段未作任何调整即实现了世界第一跨的顺利合龙。
    成功了！此刻，拱桥新的世界记录诞生了！
    包括我公司项目部员工在内的上千名建设者和重庆市民通过大型电视屏幕实时观看了合龙过程，共同见证了这一激动人心的时刻。
    朝天门长江大桥主拱合龙“天衣无缝”，误差率几乎为零，这在国内非常罕见，连著名钢拱桥专家、中国工程院院士郑皆连都称赞不已。
    如何保证主拱合龙“天衣无缝”？这个新的技术奇迹是如何创造的？
    据项目部总工程师汪存书介绍，项目部对合龙，甚至整座桥梁施工质量的控制，不是仅靠施工人员的技术高低来决定，虽然大桥只有500多名施工人员，但在他们背后，还有一支强大的专家队伍提供最强有力的技术支持。
    汪存书介绍，为保证主拱合龙精准无误，项目部还采用了全自动激光照准仪，这套设备价值超过50万元，误差是全球定位系统的十分之一。
    另外，为确保大桥坚固安全，整座大桥的钢构件全部用高强螺栓连接，没采用焊接。为了保证所使用的100万套高强螺栓个个都能达到质量技术要求，项目部制定了非常严格的施工控制方案和施工质量要求，通过严格实施“管理施工五同步工法”规范了管理职责，从螺栓验收进库开始，每颗高强螺栓施拧时间、采用编号电动扳手、操作责任人等都有详尽记录，还专门从国外进口了数字控制扭力扳手，确保螺栓之间的拼装误差不超过1毫米。
    为了保证合龙时达到理想的精度，项目部采用在安装初期进行预偏方式补偿合龙口偏差。整个大悬臂安装期间，项目部采用全站仪三维坐标法对桁拱构件线形及偏位进行观测，分析阳光偏晒对钢梁旁弯的变化规律，为实现主拱合龙寻找科学依据。项目部常务副经理李鹰以及总工程师汪存书率领技术人员，对主拱合龙可能出现的所有问题进行了分析，最终制定了一套科学合理的施工方案：采用调整300吨架梁吊机起重臂方向调整合龙口横向误差；采用整体顶移南主桥钢梁的办法调整合龙口纵向误差；采用升降边支点的办法调整合龙口竖向误差，三管齐下保证了主拱合龙“天衣无缝”。
    “高精度安装是为了确保朝天门大桥‘零误差’合龙。”汪存书解释说，如果建设期间存在“残余应力”，就像是一个婴儿未出生便有了先天的缺陷。如此，尽管点滴的误差并不足以危害大桥的结构安全，但为了朝天门大桥百年的品质，二航建设者还是选择了用科技创新和百倍的努力，将“病根”消除在大桥“诞生”前。

大地震考验“百年品质”

    2008年5月12日，朝天门大桥工地一派繁忙景象，工程建设正处于高峰期，几位监控工程师为大桥进行了例行的监控检查。随着下午2时28分那场震撼中国的汶川地震的发生，所有关心朝天门大桥建设的人都紧张起来……
    “地震发生时，朝天门大桥正在进行引桥钢管桩拆除施工，强烈的震感使工人们在上面紧紧地抱住了钢管。此时大桥正处于施工的最关键时期，同时也是大桥荷载最大、最不稳定的时候。大家当时的第一反应就是大桥会不会出事？当日下午4点，我们立即对大桥结构和位移进行了检测，虽然出现少许位移，但大桥结构十分安全，经受住了大地震的考验，所有人都松了一口气。”项目部员工对大桥经受地震考验印象深刻。
    仍处于建设状态的朝天门大桥在汶川地震发生后，由于钢桥及其安全结构设计的特殊性，出现的位移在第二天便又迅速自我恢复。为确保大桥安全，在随后的几天里，项目部每天都对大桥线形、应力进行严格监控。同时，业主和项目部会同监控、监理等单位在地震后还对大桥每个细部构造都一一作了检查。4天后，各方通过对大桥全面检查后得出了“地震对大桥没有影响”的结论。
    朝天门大桥在严峻的自然灾害面前，体现出了自己的“百年品质”。
    “其实，现在回想如果当初施工方案选择失误，地震会对朝天门大桥建设造成毁灭性的损失。” 项目部常务副经理李鹰说，类似朝天门大桥这样结构复杂、高科技水平的工程，确定科学合理的施工方案是至关重要的。
    然而，“科学合理”谈何容易？朝天门大桥的建设难度在于它并不是“单项比赛”，而是“十项全能”的全方位考验。
    在普通人看来，造型优雅的朝天门大桥拥有拱桥“模样”，但如果从专业的力学角度去看，它也是一座三跨连续梁桥。甚至大桥在建设过程中，需要简支梁、悬臂梁、连续梁、斜拉体系、有推力拱、无推力拱……几乎涵盖了所有桥梁形式的施工方式，其中复杂的体系转换充满了风险和挑战。
    一座大桥的建设体现了整个中国桥梁建设的综合实力，这在国内非常罕见。
    在充分认清朝天门大桥的建设难度后，项目部会同业主、设计、监控和科研等各方力量展开攻关。李鹰告诉记者：“当时，有‘先梁后拱’和‘先拱后梁’两种方案选择，最终我们选择了更为安全和科学的后者，而这一选择才成就了大地震面前岿然不动的朝天门大桥。”
    在此基础上，项目部制定了一整套科学完善的施工实施细则，并通过现代化手段，利用计算机模拟大桥建设全过程，确保了建设过程的科学合理和安全。
    事前有预演，实施中有监控，二航人用智慧和技术始终将朝天门大桥的建设质量和安全牢牢掌控，从而实现了“安全零事故”、“质量零缺陷”的管理目标。而项目部对整个建设工序的全方位预演和有效控制，成为朝天门大桥建设一个很大的亮点，值得今后建设者去借鉴。
    如今，回首朝天门大桥的建设，一场大地震对它即将开始的百年生命而言，只是一次意外，但却折射出朝天门大桥超越百年的品质。
     在4月28日的验收会上，专家对大桥做出了这样中肯的评价：“朝天门长江大桥交通功能强大、设施齐全、造型美观、气势恢宏、线性流畅……”。更有专家评论，“这座大桥是古典艺术和现代技术的完美结合！”
    “世界第一”的背后，是国家桥梁建设水平和整体科技实力的体现，也凝聚了二航建设者的智慧和汗水。朝天门大桥建成通车，标志着我公司已成功掌握大跨度钢拱桥施工技术，引领我国桥梁技术再次实现重大突破，进一步提升了公司在世界桥梁建设领域的竞争力，再次占领了制高点，实现了世界级桥梁建造技术的新跨越。
    即将搁笔之时，我想起了中交股份领导视察大桥建设工地时提出的殷切期望：“世界级的工程项目一定要努力拼搏擦亮中交集团的牌子！”在此，我们可以自豪地说，我们没有辜负中交股份领导的嘱托，充满智慧的二航人，已经用承建长江上41%的特大型桥梁以及117项省部级优质工程奖和科技进步奖的雄辩事实不断向世人证明，中交二航局是中国当之无愧的建桥“王牌军”、造桥“梦之队”、路桥建设“领跑者”。