世界橋梁史上的奇跡是如何創(chuàng )造的

人物名片 孟凡超，出生于1959年，四川遂寧人，重慶交通大學(xué)1978級橋梁與隧道專(zhuān)業(yè)學(xué)生，中國交通建設股份有限公司副總工程師，全國工程勘察設計大師，港珠澳大橋總設計師。受訪(fǎng)者供圖 俯瞰港珠澳大橋珠?？诎?。 港珠澳大橋青州航道橋亮起美麗的淡紫色燈光，在美麗晚霞和蔚藍海面的映襯下，格外夢(mèng)幻。 位于珠海牛頭島的預制沉管廠(chǎng)出?？?。 ??? 落日下，港珠澳大橋西人工島恰如鑲嵌在大海中的寶石。本版圖片除署名外均由記者鄭宇攝 辛苦遭逢起一經(jīng)，干戈寥落四周星。 山河破碎風(fēng)飄絮，身世浮沉雨打萍。 惶恐灘頭說(shuō)惶恐，零丁洋里嘆零丁。 人生自古誰(shuí)無(wú)死？留取丹心照汗青。 1278年，宋代大臣文天祥在廣東兵敗被俘。翌年，他被押送經(jīng)過(guò)珠江口外的海域時(shí)，留下了這首著(zhù)名的詩(shī)作——《過(guò)零丁洋》。 如今，文天祥發(fā)出千古慨嘆的伶仃洋（又稱(chēng)零丁洋），已是世界上最繁忙的航道之一。 在這片廣闊的海面上，有一座大橋于10月23日正式開(kāi)通了。它，就是港珠澳大橋。 這座大橋歷時(shí)6年論證、9年建設，全長(cháng)55公里，集橋、島、隧一體，創(chuàng )造了多項世界第一，獲454項專(zhuān)利，堪稱(chēng)世界橋梁史上的珠穆朗瑪峰。 令人自豪的是，有近3000名重慶人參與了這座大橋的建設，他們用智慧和汗水成就了屬于重慶的驕傲。今年4月，重慶日報曾特派記者到大橋現場(chǎng)實(shí)地采訪(fǎng)，對港珠澳大橋中的重慶元素進(jìn)行了全媒體系列報道。 除此之外，在大橋建設中，還有一些人與重慶有著(zhù)難于割舍的關(guān)系，孟凡超，便是其中的佼佼者。 通車(chē)前夕，這位昔日重慶交通大學(xué)1978級橋梁與隧道專(zhuān)業(yè)學(xué)生，如今的港珠澳大橋總設計師，就為何要建這座大橋，依據怎樣的理念、標準設計這座大橋，建設過(guò)程中突破了哪些技術(shù)難題，在渝的大學(xué)教育對自己今后的職業(yè)生涯奠定了怎樣的基礎等問(wèn)題，接受了重慶日報記者的獨家專(zhuān)訪(fǎng)。 實(shí)現粵港澳1小時(shí)交通生活圈 記者：港珠澳大橋歷時(shí)9年時(shí)間的建設，耗資上千億。那么，我們?yōu)槭裁匆谥榻诮ㄟ@座大橋？ 孟凡超：港珠澳大橋是我國繼三峽工程、青藏鐵路、京滬高鐵之后又一個(gè)重大基礎建設項目。 為什么要建這座大橋？我們先看看它所處的地理位置。在伶仃洋半徑60公里以?xún)?，?1個(gè)珠三角的大中城市，包括廣州、深圳、佛山、珠海、東莞、中山、惠州、江門(mén)、肇慶等9個(gè)市，以及香港、澳門(mén)兩個(gè)特別行政區。 國家致力于將珠三角沿線(xiàn)打造成大灣區。如果這11個(gè)城市形成一個(gè)城市群、經(jīng)濟圈，共同發(fā)展，未來(lái)這里會(huì )與美國紐約灣區、舊金山灣區和日本東京灣區并肩，成為國家建設世界級城市群和參與全球競爭的重要空間載體。 記者：有人說(shuō)，港珠澳大橋讓粵港澳1小時(shí)交通生活圈變成了現實(shí)。此話(huà)如何理解？ 孟凡超：以前，珠江口上除了一座位于東莞的虎門(mén)大橋外，中間就再沒(méi)有第二個(gè)通道。由于天塹的阻隔，珠江西岸與香港之間的陸路需繞行虎門(mén)大橋，導致珠三角西岸經(jīng)濟發(fā)展相對滯后。 如何真正激活這一地帶，打破桎梏其經(jīng)濟發(fā)展的壁壘，進(jìn)而促進(jìn)珠三角沿線(xiàn)的提檔升級，實(shí)現粵港澳1小時(shí)交通生活圈至關(guān)重要，這是建設港珠澳大橋最直接的目的。 我們從地圖上看，港珠澳大橋從珠海抬起左腳、從澳門(mén)邁開(kāi)右腳，一路向東伸向香港，形成一個(gè)大大的“Y”字。大橋建好以后，驅車(chē)從香港到珠海、澳門(mén)的時(shí)間將由以前的約3個(gè)小時(shí)縮減為約45分鐘，讓粵港澳1小時(shí)交通生活圈變成了現實(shí)，珠三角等沿線(xiàn)城市成為一個(gè)超級城市群，這有助于粵港澳大灣區的發(fā)展。 集橋、島、隧一體的完美呈現 記者：港珠澳大橋全長(cháng)55公里，集橋、島、隧一體，是世界上最長(cháng)的跨海大橋。英國《衛報》將其稱(chēng)為“世界第七大奇跡”。您是基于怎樣的理念帶領(lǐng)團隊設計這座大橋的？ 孟凡超：2004年初，港珠澳大橋建設的前期工作正式啟動(dòng)。我們公司承擔起大橋工程前期規劃的牽頭工作，整個(gè)團隊涉及交通、經(jīng)濟、規劃、水文、氣象、地質(zhì)、環(huán)保等多個(gè)專(zhuān)業(yè)，全國涉及的總人數有1000余人，核心成員有六七十人。 關(guān)于港珠澳大橋的總體設計理念，我總結出“7個(gè)性”：即戰略性、創(chuàng )新性、功能性、安全性、環(huán)保性、文化性、景觀(guān)性。 說(shuō)到港珠澳大橋的功能性，就涉及到橋位的選擇。在綜合考量三地的車(chē)流、人流，以及現在和未來(lái)的交通狀況等因素后，在珠海我們選擇了拱北海關(guān)，澳門(mén)在東方明珠，香港則是在與機場(chǎng)高速相聯(lián)的大嶼山公路東涌點(diǎn)，這樣對三地來(lái)說(shuō)都是最便捷的位置。 記者：從橋的構成來(lái)看，港珠澳大橋為什么是橋、島、隧三種方式的集群組合？ 孟凡超：這就是我想說(shuō)的大橋的安全性。港珠澳大橋不僅僅是橋，更是一個(gè)跨海集群工程，由橋、島、隧三部分組成。通常來(lái)講，橋型可以分為梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋等四種類(lèi)型。但是港珠澳大橋太長(cháng)了，單一的橋型無(wú)法滿(mǎn)足建橋所需的力學(xué)結構，也就無(wú)法保證大橋的安全性。 因此，在設計橋型的時(shí)候，我們需要分段考慮。首先，珠江口是一條世界級的戰略航道，最繁忙的時(shí)候，這里每天有4000多艘輪船在海面上通過(guò)。根據預測，未來(lái)還會(huì )有30萬(wàn)噸級的海船需要通過(guò)，那么就要留下足夠寬的主航道。其次，港珠澳大橋的橋位所在海域靠近香港機場(chǎng)，每天有1800多架的航班從這里起降，白天每隔一兩分鐘就有一班，因此，橋不能修得太高。 綜合以上兩點(diǎn)，必須啟動(dòng)修建海底隧道，以留夠寬闊的海域通航30萬(wàn)噸級海輪，又不至于影響飛機起降，且需要建人工島把隧道兩頭連接起來(lái)。除此之外，我們把其余主體橋梁工程設計為3座通航孔橋：九洲航道橋、江海直達船航道橋、青州航道橋。這三段通航孔橋都是斜拉橋，按照橋墩之間的距離不同，分別通行5000噸、1萬(wàn)噸、幾萬(wàn)噸等不同噸級的輪船。 記者：港珠澳大橋遠遠望去如一條玉帶飄落在伶仃洋上，非常壯觀(guān)，也非常優(yōu)美。把大橋設計成彎彎曲曲的形狀是基于什么原因？您曾經(jīng)說(shuō)過(guò)港珠澳大橋不僅是一座橋，還是有血有肉的文化載體，那么港珠澳大橋的文化元素體現在什么地方？ 孟凡超：關(guān)于大橋的設計線(xiàn)形，我們更多的還是從技術(shù)層面上來(lái)考慮的。因為珠江口有30多公里寬，每一處的水流方向、速度都是不一樣的。從工程的角度講，橋墩的軸線(xiàn)方向應和水流的流向大致平行，以盡量減少阻水率，否則大橋就會(huì )成為珠江口的一道大壩。再者，大橋設計成彎曲的形狀，可以避免駕駛員產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。 當然，作為一座里程碑式的跨海大橋，港珠澳大橋的交通功能只是它的一個(gè)基礎性的設計旨要，它的文化打造和追求，是它更高境界的使命，所以它必須是一個(gè)有血有肉、有骨有魂的文化載體。這座大橋的文化元素主要體現在“風(fēng)帆”“海豚”“中國結”等三處橋塔上。其中2座“風(fēng)帆”塔寓意揚帆起航；3座“白海豚”塔取意人與自然和諧共生；2座“中國結”塔因為所處位置靠近香港，所以寓意三地攜手共進(jìn)、永結同心。我最感得意的就是整座大橋因地制宜，與當地的海洋文化、地域文化相得益彰，從而成為伶仃洋上獨特的標志性建筑。 “四化”建設讓大橋工期縮短了2年 記者：港珠澳大橋創(chuàng )造了多項世界第一，解決了很多世界級難題。為什么大橋要按照120年的使用壽命來(lái)設計？120年的使用壽命意味著(zhù)什么？ 孟凡超：設計并確保港珠澳大橋要有120年的使用壽命，其實(shí)這里面沒(méi)有太多的玄機。因為香港、澳門(mén)采用的是歐洲標準，這樣級別的大橋就應該以120年為使用壽命的標準。 120年的使用壽命意味著(zhù)大橋要能夠抵抗120年內可能出現的自然災害，如8度地震、16級臺風(fēng)，可應對120年內海水、大氣等對大橋結構的侵蝕，可承受120年汽車(chē)行駛帶來(lái)的疲勞損傷等等，保持安全。 記者：如何保證大橋120年的使用壽命？ 孟凡超：這就非常關(guān)鍵了。我們遵照甚至高于香港采用的120年建造標準進(jìn)行施工質(zhì)量控制，比如對混凝土保護層厚度，耐腐蝕鋼筋、島隧工程沉管鋼筋的尺寸精度，水下沉管對接誤差等，都制定了非常嚴苛的規定。 記者：在建設過(guò)程中，怎么實(shí)現這些標準？ 孟凡超：業(yè)界對港珠澳大橋的評價(jià)是世界橋梁史上的珠穆朗瑪峰。這項世界超級工程不僅所有環(huán)節都堪稱(chēng)精細、完美，而且這座大橋自2009年底正式開(kāi)建以來(lái)，沒(méi)有出現過(guò)一起安全事故。因為在港珠澳大橋的建設過(guò)程中，我們采用了大型化、工廠(chǎng)化、標準化、裝配化（即“四化”）的方式來(lái)建設。 記者：怎么理解這“四化”，能不能舉點(diǎn)例子？ 孟凡超：按過(guò)去建橋的老辦法，就是千軍萬(wàn)馬到現場(chǎng)去，人工澆筑水泥墩臺，然后再一塊塊地焊接橋身的鋼箱梁。但是，港珠澳大橋不這么建了。 怎么建？比如建大橋橋梁使用的鋼箱梁體，每段長(cháng)約110米左右；建海底隧道用的33節沉管，每節重約8萬(wàn)噸；建人工島的120個(gè)鋼圓筒，每個(gè)直徑和籃球場(chǎng)一樣大，高相當于18層樓……都是大得不得了的家伙！但它們都是分別先在各個(gè)工廠(chǎng)預制好，然后用特種裝備運到現場(chǎng)進(jìn)行裝配，整個(gè)像流水線(xiàn)一樣操作，這就是“四化”。 所以港珠澳大橋建設這幾年，除了建東、西人工島時(shí)海上工人多一些以外，其余時(shí)候海面上只有大型船舶和大型起吊設備，工人并不多。 記者：先把建造大橋的一個(gè)個(gè)構件做好，再到海上安裝。這種顛覆性的建橋方式，有什么好處？ 孟凡超：直接地說(shuō)，這種建橋方式，可以有效地避免海上建橋的風(fēng)險。比如說(shuō)，參與整個(gè)港珠澳大橋建設的工人，前后加起來(lái)有3萬(wàn)余名，工程量十分浩大，如果一旦有臺風(fēng)、海嘯等發(fā)生，工人發(fā)生傷亡怎么辦？建橋期間，我們遇到幾次大的臺風(fēng)，因為采取“四化”的方式施工，海上現場(chǎng)人數較少，所以轉移起來(lái)很快，經(jīng)濟損失也小。 還有，如果采取傳統的辦法建橋，如此長(cháng)時(shí)間的施工，對海域的污染也是無(wú)法估量的。 再者，這樣流水線(xiàn)、標準化的作業(yè)方式，使建設整座大橋的每一個(gè)流程、環(huán)節都實(shí)現了機械化、自動(dòng)化、信息化，從而保證了港珠澳大橋的高質(zhì)量，同時(shí)也可以大大地縮短工期。比如三座海豚塔的安裝，前期在基地已經(jīng)進(jìn)行了一兩年的論證、模型演練等，每一個(gè)操作流程都進(jìn)行了極為細致的考慮，因此現場(chǎng)安裝一座塔只用9個(gè)小時(shí)。 總之，因為“四化”建設，港珠澳大橋工期整整縮短了2年。 重慶是一支非常重要的建設力量 記者：有一種說(shuō)法是，攀越了港珠澳大橋這座珠穆朗瑪峰后，我國從橋梁大國成為了橋梁強國。您是否認同這樣的說(shuō)法？ 孟凡超：自2009年開(kāi)建以來(lái)，港珠澳大橋以國際視野、國際能力、國際胸懷，一直備受關(guān)注。它的建設完成，是改革開(kāi)放40年綜合國力的具體體現，標志著(zhù)我國今后在橋梁建設方面，可以很“任性”。 此前，業(yè)界談?wù)撟疃嗟氖琼n國釜山港大橋、瑞典厄勒海峽大橋、土耳其博斯普魯斯海峽大橋，但港珠澳大橋建成后，綜合難度已經(jīng)超越前幾個(gè)標志性的跨海工程。 在完成建設港珠澳大橋的這些年中，我們前后實(shí)施了300多項課題研究,形成了60多份技術(shù)標準,獲得454項專(zhuān)利,創(chuàng )新了海上裝配化橋梁、超長(cháng)外海沉管隧道、海上人工島等方面的設計與施工理論，形成了擁有自主知識產(chǎn)權的核心技術(shù)，建立了建設跨海通道的工業(yè)化技術(shù)體系。這為我們今后建更長(cháng)、更大規模的跨海大橋，積累了寶貴的經(jīng)驗。 記者：您是重慶交通大學(xué)畢業(yè)的優(yōu)秀學(xué)子，大學(xué)教育對您今后的職業(yè)生涯奠定了怎樣的基礎、產(chǎn)生了怎樣的影響？對如今的交大學(xué)子，您想說(shuō)些什么？ 孟凡超：我是1978年進(jìn)入重慶交通大學(xué)的，當時(shí)叫重慶建筑工程學(xué)院。在重慶的這四年，不僅讓我接受到良好、系統的大學(xué)教育，而且重慶這座城市也給我留下了深刻的印象。作為一座山水之城，重慶獨特的山城地貌和兩江環(huán)繞，讓如今的重慶總共有4500多座橋梁，數量多、規模大，橋梁技術(shù)水平高，影響力也很大。比如長(cháng)江大橋復線(xiàn)橋是世界跨徑最大的連續剛構橋，菜園壩長(cháng)江大橋是世界跨徑最大的公軌兩用結構拱橋，朝天門(mén)大橋是世界跨徑最大拱橋……早在2005年，重慶就被茅以升橋梁委員會(huì )認定為中國的“橋都”。所以，這次建設港珠澳大橋，重慶是一支非常重要的力量。 九層之臺，起于累土。我在母校接受的教育，為我今后的事業(yè)發(fā)展打下了堅實(shí)的基礎。我記得當時(shí)全校一共有城市規劃、土木工程、道橋工程等六七個(gè)系，2000多人。我就讀的道橋工程系有4個(gè)班，140余人，設橋梁與隧道和公路工程兩個(gè)專(zhuān)業(yè)，我學(xué)的是橋梁與隧道專(zhuān)業(yè)。 那時(shí)候我們的生活很單純，平均每天6節課，其余時(shí)間就是自習、做作業(yè)，大家都非常珍惜來(lái)之不易的讀書(shū)機會(huì )。校長(cháng)、老師都寄語(yǔ)大家：國家百廢待興，人才青黃不接，大學(xué)生是棟梁之才，一定要好好學(xué)習，為國家建設努力。 教“結構力學(xué)”的王向堅、教“拱橋”的王世槐、教“梁式橋”的湯國棟、教“懸索橋”的徐君蘭……這些老師都給了我很大的影響，他們嚴謹的治學(xué)精神以及舉一反三的思維方式，讓我獲益終生。 大學(xué)畢業(yè)的時(shí)候，我以每門(mén)課平均90分以上的成績(jì)分配到北京工作，一直就做橋梁設計。我有時(shí)會(huì )回到重慶，參加一些橋梁方面的學(xué)術(shù)研討會(huì )，或者回母校作講座。 我想給交大學(xué)子說(shuō)的便是莊子的那句名言：“吾生也有涯，而知也無(wú)涯?！睂W(xué)習是一件終生都要為之執著(zhù)追求的事，所以必須保持一顆進(jìn)取的心，持之以恒。愿母校的學(xué)子們，為將我國建設成為世界橋梁和交通技術(shù)強國而不懈奮斗。