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          中國橋梁工程師是誰

          2023-05-25
          1266次

          中國橋梁工程師是誰

          本文目錄

          從江河走向海洋 原杭州灣跨海大橋總工程師呂忠達:我們做了太多從0到1的事|大國工程我來建

          視頻加載中...

          封面新聞記者邵萌見習記者馮銳

          東經121°08’,北緯30°27’。萬頃水波之上,一條蜿蜒36公里的大橋飛架南北,連接了曾經不可跨越的海上天塹,溝通了遙遙相望的杭州灣兩岸,從此天塹變通途。

          在這條大橋建成通車后的14年里,1.9億車次乘著波濤從橋上飛馳而過,滬杭甬三地間路網格局被徹底改變,茫茫灘涂轉變為國際化產業聚集區,長三角城市群走上飛速崛起之路。

          杭州灣跨海大橋,曾是世界上最長的跨海大橋。這個從設計到建設施工全部由我國自主完成的項目,攻克了多個世界性難題,創造了諸多世界之最。它的貫通被寫入《中華人民共和國大事記》,美國《赫芬頓郵報》稱它為“世界12大奇跡橋梁”之一。

          這背后,是一個英雄的團隊。時任杭州灣跨海大橋工程指揮部副總指揮、總工程師的呂忠達,正是這個團隊的靈魂人物。4年4個月的建設時間里,他們不舍晝夜,共同鑄造了這條“海上長虹”。

          “在杭州灣跨海大橋,我們做了太多0到1的事?!眳沃疫_說,當時面臨設計沒有技術規范,沒有工程先例,缺乏相應施工設備的困境,團隊就是在一次次摸索,一次次工程試驗的過程中,解決了一個個世界性難題。

          杭州灣跨海大橋

          01

          從“綿延36公里的難題”

          到建造“第一橋”

          “這是一座跨越夢想的大橋?!弊哌M位于杭州灣跨海大橋海中平臺的大橋展示館,入口處寫著這樣一句話。

          見到呂忠達時,他已提前來到了約定地點。與想象中說話“斬釘截鐵”“一錘定音”的嚴肅指揮形象不同,“儒雅、沉穩”是他給人的第一印象:身著熨帖的淺藍色襯衫,戴著黑框眼鏡,頭發梳的一絲不茍,講話時語調平和,娓娓道來。每當他談起造橋,臉上便會浮現明顯的笑意。

          出生于寧波奉化區一個山村的呂忠達,很早就與橋結緣。他記得,自己生長的村子里有幾座千年石拱橋,與溪水、樹木、巖石相映成趣,從小生活在這種環境中,他對橋梁產生了濃厚的興趣。

          同樣讓他記憶深刻的,是寧波人民對于修建一條跨海大橋的渴望。一直以來,杭州灣的存在將長江三角洲分隔成了南北兩岸,城市之間流通不暢,長三角兩個工業重鎮——寧波與上海直線距離不超過150公里,但沒有大橋之前,必須要繞到杭州,來回路程增加120多公里,寧波也因此成為長三角交通末梢。

          “杭州灣跨海大橋是我們的百年夢想?!眳沃疫_說,參與杭州灣跨海大橋的建設,也成為他一直以來的期待。

          但這一夢想落地并不容易。杭州灣是世界三大強潮海灣之一。潮流急,潮差大,沖刷深;臺風多發,一年中能在海上施工的時間只有180天;地質條件復雜,初勘時發現南岸有雞窩狀淺層天然氣,打樁隨時會噴薄而出……這只是大橋建設所遇困難的冰山一角。

          從1994年到2003年,從提出構想到開工建設,杭州灣跨海大橋僅前期籌建就跨越了十年之久。早在1995年,呂忠達就作為寧波本地橋梁工程師參與到了大橋早期研討工作中,2001年6月,杭州灣大橋工程指揮部成立后,他被任命為指揮部副總指揮、總工程師。這一年,他37歲。即使從全國范圍來看,如此年輕的總工程師都是十分少見的。

          但他卻謙遜地認為,能擔任這一職務是源于失敗。1998年,正在施工的招寶山大橋發生主梁斷裂事故,輿論嘩然,當時呂忠達正是副總經理兼工程處處長?!爱敃r很痛苦,臺風中工人們冒著生命危險去搶險、加固,看著都很感動?!彼谧疃虝r間內制定了重建方案,也從中吸取到了很多經驗教訓,并在之后將其運用到了杭州灣跨海大橋的建設當中。

          他坦言,失敗不可怕,在失敗中真正吸取教訓才是最重要的?!八运麄儐柲銘{什么成功?我說,我憑失敗而成功?!?/p>

          02

          從“一項項空白”

          到“國內跨海大橋建設教科書”

          在杭州灣修建一條全長36公里的大橋,有多難?聽到這個問題,曾參與大橋建設的杭州灣跨海大橋管理局總工程師吳全友反問道:“從無到有,想想有多困難?這之后,從1到2都會簡單一點?!彼驹诤V衅脚_指著遠處說:“以前啊,這里都是一片灘涂,什么都沒有。我們剛來的時候,就在灘涂上建了指揮部,大家在這里辦公,待了快五年?!?/p>

          杭州灣跨海大橋與海中平臺“海天一洲”

          “在杭州灣,我們做了太多從0到1的事?!闭劶敖ㄔO的困難,呂忠達習慣于輕描淡寫,但即使寥寥數語,也足以窺見當時的艱苦。他用“四無”來形容當時面臨的困境:無規范、無標準、無裝備、無經驗。

          2002年,呂忠達等人去美國的一些老牌設計、施工公司咨詢、請教,當他們把杭州灣大橋項目的建設條件擺出來后,現場的外方專家集體搖頭,“他們覺得這樣的建設條件太復雜了,建議我們換個地方?!?/p>

          面對一項項空白,呂忠達轉念一想,“既然他們也沒做過,也沒把握,那不跟我們一樣嗎?”他告訴團隊:“我們就試著走,把我們的初步設想,通過工程試驗的方法來驗證?!?/p>

          在一張白紙上書寫“驚世一橫”的探索,就這樣開始了。鑒于杭州灣跨海大橋規??涨?,且海上作業施工難度極大,呂忠達提出了“工廠化、大型化、機械化”的設計與施工原則,盡量減少海上作業,變海上作業為陸上作業。把箱梁、樁基等部件在陸上制作好,再“搬”到海上?!耙幠L罅?,必須要通過工廠化體現規模效應,控制質量,如果都是現場作業,質量和安全根本保證不了?!?/p>

          團隊面臨的另一大難題,就是架梁。在杭州灣南岸,有長達10公里的灘涂區,起重車和起重船開不進去。此前,國內大橋“梁上運梁”突破的極限為560噸,而造橋身用的50米預制箱梁每片重達1430噸,運送問題怎么解決?呂忠達和團隊創造性地改進了“梁上運梁”。

          “過去的方法被稱為‘兩人抬轎’,如果兩人抬不動,下面的梁就要加強,上面的梁又要加重,就是個惡性循環。想來想去,覺得能不能分散開,前后左右一起幫忙?最后變成了四人抬的方案?!彼蛨F隊研制了一輛有640個輪子的特殊卡車,被稱為“千腳蜈蚣運梁車”,將壓力均勻分布在四片已架好的橋梁上,完成了世界上罕見的高難度箱梁架設。

          回憶起當年箱梁運送的過程,吳全友仍印象深刻?!坝?40個輪子的卡車,架著梁在上面移動,密密麻麻的,像蜈蚣一樣,真的很美、很壯觀?!?/p>

          類似的創新成果比比皆是:采用整樁螺旋鋼管樁,最大直徑1.6米,厚度2.3厘米,單樁最大長度89米,此前在國內外特大橋梁建設中從未成功使用過;采用環氧粉末涂層和犧牲陽極陰極保護法給鋼管穿上高性能防腐外衣;在國內首次提出設計使用壽命大于等于100年的耐久性要求;提出“二次張拉技術”,克服了大型混凝土箱梁早期開裂的世界性工程難題……

          杭州灣跨海大橋上,車流如梭。封面新聞見習記者馮銳攝影

          “很多突破和創新實際上是被逼出來的,否則走不下去?!眳沃疫_說,建設過程中施工工人也可以提出技術革新的建議,團隊也會采納,形成了非常好的創新氛圍。

          最終,大橋建設獲得250多項技術革新成果,9大系列自主核心技術,5項創新成果填補了世界建橋史的空白,書寫了我國橋梁建造史上的一個奇跡。呂忠達和同事們發表了《杭州灣跨海大橋關鍵技術研究與實踐》等著作,分享了大橋所有創新技術與經驗。此后,舟山跨海大橋、青島海灣大橋、港珠澳大橋等紛紛“取經”。杭州灣跨海大橋成為國內跨海大橋建設的“教科書”。

          03

          從“橋梁大國”

          走向“橋梁強國”

          “杭州灣跨海大橋是中國從橋梁大國邁向橋梁強國的一個起點?!睂τ谶@座與自己相互成就的大橋,呂忠達這樣評價。

          時間回到2008年5月1日,杭州灣跨海大橋建成通車。當天下午,呂忠達受邀在大橋海中平臺直播。然而,當他午飯后到達現場時,大橋兩頭的車輛已經排起了長隊,現場人頭攢動,“大家都想先睹為快,人太多了,我實在上不去?!薄白詈笫浅酥鄙龣C飛上去的。海中平臺主要定位是應急救援,所以上面有停機坪,想不到是我第一個用上?!碧崞疬@件事,他既開心又無奈。

          那天活動讓呂忠達有很大的觸動。橋梁是一個國家綜合國力的體現,是交通運輸體系的重要部分。曾幾何時,架起一座座跨越江河湖海的大橋,是許多中國人的夙愿,而這正在一步步變為現實?!爸袊蔀闃蛄簭妵?,我們自己的行業能夠走到世界前列,甚至于領先,是我們每個橋梁人的畢生追求?!眳沃疫_說。

          正在架設鋼箱梁的杭州灣跨海大橋

          十四年一晃而過,這座被眾多院士、專家評價為“世界橋梁工程建設史上一個里程碑”的大橋靜靜地飛架在杭州灣之上,曾經的灘涂與蘆葦蕩被林立的高樓取代。記者從杭州灣跨海大橋管理局了解到,截至目前,大橋已通行各類車輛1.9億輛。

          十四年一晃而過,呂忠達的“大橋人生”還在續寫輝煌。杭州灣跨海大橋竣工后,他又投入到了象山港大橋的建設中?,F年59歲的他擔任寧波工程學院黨委書記,還帶著多個碩士、博士研究生。此前,他一直向往著當個大學老師,把自己的實踐經驗知識分享給更多學子。

          這些年,他親歷了中國橋梁的迅猛發展?!昂贾轂晨绾4髽蚴俏覈嬲饬x上的首批跨海大橋。這批跨海大橋的成功建設,可以說使我國的橋梁建設從大國走向了強國。近幾年不光跨海,跨長江、山谷的大橋,一座座拔地而起,我國的橋梁建設水平走到了世界前列?!眳沃疫_欣慰地說。

          如今,一大批世界級橋梁翻山、跨海、穿谷,中國橋梁成為一張閃亮的大國名片。呂忠達認為,中國橋梁發展實際上是需求推動,中國有那么多的大江大河、山谷山川,現在對“跨越”的要求越來越高:首先是一些橋梁建設條件更加惡劣復雜;其次,從橋梁結構體系角度來看,我國已經走到了2000米的跨越水平,但仍有很大發展空間;此外,想要實現大的發展,材料研發水平,建橋裝備的機械化、智能化水平都需要再提高。

          “在這樣的條件下,怎么去一步步地跨越,就需要我們中國橋梁人不斷地去努力,不斷地去創新?!眳沃疫_說。

          1979年,我國僅有公路橋梁12.8萬座,而截至2021年末,全國公路橋梁達96.11萬座,高鐵橋梁也在走向新的巔峰。在經濟發展和科技實力的提高下,在呂忠達們“遇水架橋”的努力下,一座座飛架南北的中國橋不斷涌現,踏上這些堅實的“海上天路”,我們正實現一個個新的跨越,通往一個更加美好的未來。

          對話呂忠達

          封面新聞:杭州灣跨海大橋工期是5年,在面對這么多世界難題的情況下,是怎樣做到提前8個月完成的?

          呂忠達:杭州灣跨海大橋建設為什么這么順利?可以說,我們開始的時候所設想的設計方法、施工方法大的方面沒有走過彎路,這是最大的成功。

          呂忠達接受封面新聞采訪。封面新聞見習記者馮銳攝影

          我經常跟學生講,搞清建設條件是工程成功的基礎。大橋的前期工作長達10年,建設的基礎資料,比如水文、地質、氣象等資料好多都是空缺的,這些東西是最根本的,也是最基本的。我們用了10年把這些數據基本摸準,有些數據是測不到的,比如海洋當中的一些數據,我們就通過實地調查研究,還咨詢過當地的漁民,從他們的口中去了解。

          還要搞清楚工程的關鍵技術在哪里,關鍵點在哪里。我們在建設過程中,有些點也沒有一開始就完全想到。之前我去美國龐恰特雷恩湖橋考察時,管理者跟我們說臺風的時候太可怕了,車困在橋上下不來。而在杭州灣,八級風很常見。我們一開始對于怎樣避免風對大橋運行安全的影響這個問題還沒有這么深的認識,所以回來以后我們就馬上立項開展研究?,F在大橋上采用了風障與欄桿相結合的工程措施,即使遇到11級大風,車輛也可以安全通行。

          封面新聞:您覺得杭州灣跨海大橋工程的成功展示了我國的哪些實力?對中國橋梁史有什么意義?

          呂忠達:當時大橋建成后,院士大師組成的專家組對大橋有一個評價——它展現了中國橋梁建設的最新技術,是跨海橋梁建設里程碑的工程。它的成功建設使中國橋梁在世界土木工程界的地位大幅提升。杭州灣跨海大橋是中國從橋梁大國邁向橋梁強國的一個起點。

          封面新聞:您見證了中國橋梁的跨越式發展,您覺得這些年來中國的橋梁建設發生了怎樣的變化?

          呂忠達:從跨海橋梁的角度來講,杭州灣跨海大橋是我國真正意義上的首批跨海大橋。這一批跨海大橋的成功建設,使我們國家的橋梁建設從大國走向了強國。

          最近幾年我們不光跨海,跨長江、云貴山谷的大橋等,一座座拔地而起,可以說,我們的橋梁建設水平已經走到了世界前列。我們也是借大發展、大建設的機遇,不斷地創新、進步?,F在對于“跨越”的要求越來越高,在這樣的條件下,就需要我們中國橋梁人不斷地去努力,不斷地去創新。

          (感謝杭州灣跨海大橋管理局對本次采訪的支持,本文圖片除署名外均為杭州灣跨海大橋管理局提供)

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          中鐵大橋局高級技術專家高宗余當選中國工程院院士

          11月18日,中國工程院公布2021年院士增選結果,中鐵大橋院總工程師,中鐵大橋局高級技術專家,橋梁結構健康與安全國家重點實驗室副主任、學術帶頭人高宗余當選中國工程院院士。高宗余是中鐵大橋局繼汪菊潛、陳新、方秦漢、秦順全后,當選的第五位中國工程院(中國科學院)院士。

          中國工程院院士,是中國工程科學技術方面的最高學術稱號,為終身榮譽,于1994年6月設立。2021年,中國工程院開展了院士增選和外籍院士增選,共選舉產生84位院士和20位外籍院士。

          丹心譜橋曲妙手架飛虹

          高宗余,漢族,1964年1月出生,博士學位,教授級高級工程師,全國工程勘察設計大師,現任中鐵大橋勘測設計院集團有限公司總工程師、中鐵大橋局高級技術專家,橋梁結構健康與安全國家重點實驗室副主任、學術帶頭人。該同志入選新世紀百千萬人才工程國家級人選,曾獲全國勞動模范、全國優秀科技工作者、中央企業勞動模范、全國杰出專業技術人才、詹天佑鐵道科學技術大獎、首屆全國創新爭先獎章、FIDIC中國優秀青年咨詢工程師等榮譽稱號,享受國務院特殊津貼。

          高宗余長期堅守在橋梁科研、設計、施工一線,從事橋梁工程設計和研究工作,在高速鐵路大跨度橋梁、多塔纜索承重橋梁、跨海大橋設計方面取得突出成績,先后榮獲國家科技進步獎6項(其中:特等獎1項,一等獎1項,二等獎4項)、全國工程設計金獎、銀獎各1項,省部級獎項8項,發明專利23項,發表論文47篇,出版專著2部,為我國交通強國事業和橋梁工程科技進步做出卓越貢獻。

          打造科技創新領軍人才高地七十多年來,中鐵大橋局始終堅持“科技創新”“人才強企”戰略,不斷培養科技人才創新能力與創新活力,完成了一系列原始創新和集成創新,并取得了驕人成績:共培養了5名中國工程院(科學院)院士、7名全國工程勘察設計大師、50名享受國務院政府特殊津貼的專家;累計獲得國家科技進步獎33項,在高速鐵路橋、跨海長橋、公鐵兩用橋、多跨斜拉橋、多跨懸索橋、大跨度拱橋等工程建設中形成了獨特的技術優勢。

          來源:中鐵大橋院公眾號

          港珠澳大橋管理局總工程師蘇權科——創出橋梁界的中國標準

          從港珠澳大橋的調研論證到開通運營,從年富力強到兩鬢泛白,港珠澳大橋管理局總工程師蘇權科一干就是15年。

          港珠澳大橋2018年10月正式建成通車。這個創下多項世界第一的超級工程,不僅打通了粵港澳地區的空間阻隔,也將三地的未來發展緊密相連。蘇權科帶領團隊,破解一項項世界級難題,把國際同行眼中無數個“不可能”變為“可能”。

          從零開始自主研發

          2003年,國務院批準開展港珠澳大橋項目前期工作,作為參與籌建者之一,當時41歲的蘇權科把精力都投入在建好這座跨越伶仃洋的港珠澳大橋上,決心要用中國標準建一座中國橋。

          第一次在外海環境建設跨海大橋,港珠澳大橋從謀劃之初就面臨著沒有基礎數據、不掌握核心技術、缺乏施工裝備的“三無”困境?!爱敃r,國外的公司并不看好我們。海中混凝土結構設計使用壽命要達到120年,我們還沒有一套成型的方法?!被貞浧甬敃r的艱難處境,蘇權科百感交集。

          面對只有少數國家掌握關鍵核心技術的壁壘,蘇權科橫下一條心,從零開始,自主研發。伶仃洋海域氣溫高、濕度大、海水含鹽度高,在海水、海風、鹽霧、潮汐、干濕循環等諸多因素的影響下,建造一座高標準的跨海大橋,每一個問題都要反復實驗?!皬脑O計資料到技術標準,包括國際上跨海大橋的行業動態,絕大多數材料都是英文的,幸虧我當時進修了英語?!碧K權科說。

          國之重器,容不得半點馬虎。為了編制出合適的技術標準體系、科研規劃綱要、設計咨詢管理辦法、質量管理方案,蘇權科飛赴世界各地拜訪橋梁界的專家,觀摩了上百座橋;組織審查了幾十萬張技術資料和圖紙,反復論證完成了幾百本設計施工方案。

          功夫不負有心人。經過15年的探索與努力,蘇權科終于和團隊一起,攻破了海洋環境下深埋(大回淤)沉管隧道設計與施工、海上裝配化橋梁建設、混凝土結構120年使用壽命保障、橋—島—隧集群工程防災減災等一系列技術難題。

          與橋為伴勇爭一流

          生在西北旱地,卻與水鄉結緣、與橋梁為伴。上世紀80年代末,蘇權科從西安公路學院橋梁與隧道專業碩士畢業后,遠赴廣東,從事橋梁結構的設計和檢測工作,先后擔任廣東省公路工程質量監督站副站長、廣東省交通科學研究所總工程師,并參加公路橋梁世界銀行貸款項目管理工作。

          這些經歷讓他對國內橋梁建設水平與國外的差距有著清醒的認識?!凹夹g力量相對薄弱,尤其在裝備和材料方面與發達國家還有較大差距,設計施工階段對橋梁運營和維護也缺乏周密的預先布局?!碧K權科回憶當時的情形。

          外界饒有興致地盤點港珠澳大橋創下的多個“世界之最”——總體跨度最長、鋼結構橋梁最長、海底沉管隧道最長,蘇權科對此卻十分淡然。在他看來,量化的指標固然可以體現一座橋梁的技術水平,但衡量一座橋梁的先進程度如何,更應關注那些難以量化卻意義深遠的方面。

          蘇權科介紹,港珠澳大橋在設計、施工、管理、運維、環保、景觀等多方面,已形成61套標準?!斑@些標準既能保證橋梁品質,又能保障施工安全,工人的作業環境也得到了優化?!碧K權科的語氣中充滿自豪。

          跨界工程數字轉型

          港珠澳大橋通車后,如何管好用好大橋,讓其真正服務于粵港澳大灣區建設,成為橋梁人的新使命?!耙郧?,港珠澳大橋是一座物理大橋;未來,我們要再造一個基于數字孿生的智能化大橋?!碧K權科說,他們正在挑戰土木工程數字化這一跨界工程難題。

          2019年年底前后,港珠澳大橋管理局聯合香港理工大學、香港大學、澳門大學、中交四航工程研究院有限公司等機構,成立了粵港澳大灣區交通建設智能維養與安全運營工程技術研究中心,圍繞港珠澳大橋的安全運營、結構監測和應急管控展開了新一輪協同攻關。

          為什么要建這座數字化大橋?蘇權科表示,通過物聯網、大數據、AR/VR和人工智能等技術,精確感知大橋本體及其外部環境的狀況,一方面可以為大橋的維護提供支持,延長使用壽命,另一方面能夠在流量分析、路政巡查、應急管理上進行預警監測,提高大橋運營效率。

          為了讓物理大橋上的每一個細小構件都能在數字世界中找到位置,蘇權科和他的團隊需要先研發一套包含無人機、無人艇、機器人在內的數據采集裝備?!霸诖嘶A上,通過摸索海量數據之間的邏輯關系,建立分析模型,不斷測試、反復驗證,最終實現對大橋的智能化運維?!?/p>

          “建設這樣的數字化大橋在國外沒有系統全面的先例,我是搞土木工程出身的,現在數字大橋建設是人工智能領域。我每天都在學習,我相信依靠團隊的力量,數字大橋一定能夠做出來?!碧K權科說。(經濟日報記者康瓊艷)

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