南京大胜关长江大桥雄姿。 丁万斌 摄
一座座飞架在万里长江上的桥梁拉开了一幅新中国的历史长卷。
1957年,武汉长江大桥建成,让天堑变通途,大桥成为新中国“独立自主、自力更生”的象征。
11年后,完全由我国自行设计和建造的南京长江大桥正式竣工,作为当时世界上最长的公铁两用桥梁被收入《吉尼斯世界纪录大全》。
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新中国成立60周年之际,世界首座六线高速铁路桥———南京大胜关长江大桥建成合龙。当人们乘坐动车组列车以时速300公里的速度飞越天堑的时候,想必会有“观历史于须臾,抚时代于一瞬”的感受。
记得当年毛泽东主席来到即将通车的武汉长江大桥时,曾有一番畅想,他说:“将来在长江上修二十座、三十座桥,黄河上修几十座,到处都能走。”
时光斗转,物换星移。从第一座跨越天堑的武汉长江大桥到眼前的南京大胜关长江大桥,在中国共产党人的努力下,40多座各式各样的桥梁荟萃于长江上,老百姓到处都能走,享受着国家发展带来的实惠。
60年,从无到有,再到世界领先,从双线公铁两用桥到六线高速铁路桥,铁路不断在挑战中超越自己,无愧于“先行官”的称号。
60年,一座座铁路桥梁见证了新中国的发展,见证了坚实的民族复兴之路。 南京大胜关长江大桥具有体量最大、荷载最大、跨度最大、速度最高等“三大一高”的特点,既是一项世纪性工程,也是一项世界性工程 大胜关,古城南京的老地名,一直流传着明太祖朱元璋大胜陈友谅的故事。
滚滚长江奔流东去,古战场已寻不得踪迹。
眼前,一座崭新的淡蓝色大桥横卧于江上,庞大的钢铁身躯由水中的巨型桥墩支撑,大桥主拱像两个巨型驼峰被云雾包围着。
昂首屹立在天堑之上的便是南京大胜关长江大桥。
在惊涛拍岸、浩浩荡荡的长江衬托下,大桥的气势更为恢宏。
3年时间,世界首座六线高速铁路桥梁在长江上诞生,令国人骄傲,让世界赞叹!
大胜关长江大桥是京沪高速铁路全线技术含量最高、施工难度最大的重点控制性工程。它是京沪高速铁路、沪汉蓉Ⅰ级铁路干线、南京地铁过江的通道。大桥全长9.273公里,北引桥长5.599公里,主桥及六线合建段引桥长3.674公里, 主桥全长1615米,为大跨度连续钢桁梁拱桥,主跨为336米,通航净空为32米,确保万吨级船舶顺利通航,工期40个月。
2008年4月18日,京沪高速铁路全线开工建设。鲜为人知的是,作为全线的控制性工程,南京大胜关长江大桥早已单独立项、破土动工了。
举世瞩目的京沪高速铁路是国家重大战略性交通工程,是党中央、国务院作出的一项重大决策。在京沪高速铁路全线中的济南黄河大桥、淮河特大桥、丹昆特大桥、蕴藻浜特大桥、五大站场枢纽等重点工程中,南京大胜关长江大桥位居首位。
多年来,中国铁路不断学习借鉴世界发达国家高速铁路建设技术和成功经验,探索和积累符合我国国情的高速铁路桥梁建设的技术标准,在高速铁路桥梁设计、施工、科研以及建设管理等方面实现了重大跨越。这些厚实的积累,为南京大胜关长江大桥建设打下了坚实的基础。
南京大胜关长江大桥于2006年7月提前开工建设,这是铁道部作出的审慎而又有前瞻性的决策。大桥工程量浩大、科技含量高、施工难度大,长江自然条件复杂,这些使得大桥建设周期长,只有提前建成才能为京沪高速铁路按期开通提供有力保障。大桥作为京沪高铁的先行工程和示范工程,也为全线建设探索积累了宝贵的经验。施工伊始,铁道部便明确提出“高标准,高质量,高效率,建设世界一流高速铁路桥”的要求,并将大桥当做高速铁路建设的“试验田”来“精耕细作”,建成全线的示范工程。
正如铁道部部长刘志军评价,南京大胜关长江大桥具有体量最大、荷载最大、跨度最大、速度最高等“三大一高”的特点;大桥既是一项世纪性工程,也是一项世界性工程。
解读以下这些数字,我们或许能更深刻地体会到大桥被赋予世纪性和世界性的含义。
———施工规模大,是世界首座六线铁路大桥,总用钢量30余万吨,其中结构用钢达到了8.2万吨,混凝土总量达到了126万立方米。
———主跨336米为世界同类级别跨度最大的高速铁路大桥。
———设计活载为六线轨道交通,主桥恒载、活载巨大,支座最大反力达1.8万吨,是目前世界上设计荷载最大的高速铁路大桥。
———设计时速300公里,位于高速铁路大跨度桥梁世界领先水平。 京沪高速铁路跨越长江天堑,最终选定大胜关,原来的双线变成了六线,搭载南京地铁过江,大胜关长江大桥同时承载了历史、未来 南京大胜关长江大桥,距上游的南京长江大桥约20公里,距下游的南京长江三桥约1.5公里。
起初,大桥的建桥位置并没有选择在大胜关,而是离南京长江大桥较近的上元门,设想京沪高速铁路与南京老站相连接。
长江绵延6000多公里,好的建桥位置并不多,河道顺直、水面窄、不影响通航的桥位很少。桥位选择不好,将来建桥的难度就会大增,因此选择好的桥位建桥,是建桥需要解决的头等大事。
中铁大桥勘测设计院有限公司(以下简称大桥院)负责大桥的勘测设计。1993年,在京沪高速铁路的论证前期,大桥院对大桥的勘测设计也同步展开了。
大桥院抽调最精干的技术力量组成了南京大胜关长江大桥设计项目部。大桥院第二设计所副所长李云华便是其中一员,他回忆说:“我们在上元门为京沪高速铁路设计的是双线高速铁路桥,桥型为两跨三塔斜拉桥,很长一段时间我们在上元门做勘测研究分析,这些为后来在大胜关修桥打下了基础,做了铺垫。”
科学来不得半点马虎,勘测设计人员进行了大规模的试验,研究建桥对河道的影响以及河水冲刷对大堤安全的影响。测量航际线,统计不同时期长江上船舶的走向,测量地震波等,勘测设计人员对十几个专题展开攻关,就是要解决“能不能建”“怎样建”等一系列问题。
10年弹指一挥间,时间的脚步停在了2003年。随着京沪高速铁路论证取得进展,建桥的条件进一步成熟,此时南京市市政建设也发生很大的变化,计划建造的南京南站将成为新的交通枢纽。
根据京沪高铁的总体布置,结合水文勘测资料、南京市总体规划,铁道部果断决定在大胜关修建高速铁路桥,连接南京南站,并搭载南京地铁过江。经过设计分析,原来的双线铁路桥改为四线铁路桥,其造价仅仅增加了不到50%,搭载地铁过江能使单独修建地铁过江通道15亿元的投资减少到7亿元。因此,大桥的设计由原来的双线变成了六线,这样的变动不是数字上的简单增加,意味着从设计到施工都要超越以往,是一个新挑战。
得到在大胜关建桥的通知后,大桥院的设计人员根据高速铁路对桥梁结构的要求进一步展开研究。建这样一座大桥,在当时来说,国内外没有可以借鉴的先例,很多技术环节需要自主攻关。国内一些科研院所参与到研究中来。双联拱结构、明桥面变为整体桥面、两片桁变为三片桁、采用强度更高的钢材,在借鉴以往建桥经验和比较日本、德国高速铁路桥梁的基础上,大桥的桥梁结构设计被不断创新,不断优化。大桥院院长张敏说,2006年,我们完成了工程可行性研究、初步设计、施工图等各项工作。
设计是一项非常严谨的工作,责任重大,关乎大桥的安全、质量。大桥院总工程师高宗余说:“我们必须确保施工图纸的质量,不允许有任何差错,图纸需要过五关,必须有设计、复核、项目负责人、所长、总工程师的签字。”
在大桥的设计中,有很多细节,比如多边形比矩形的抗风震能力强,设计人员便创造性地采用八边形截面拱桥吊杆,这样就能使大桥抗八级风震,比常规设计提高了一大步。
在庄严、雄伟的大桥背后,我们也发现了一群默默无闻的人,他们在大桥建设中同样功不可没。他们就是大桥院科研所副所长朱运河带领的软件研发团队。他们研发的软件成为大桥设计强有力的工具。朱运河所在的科研所前身是大桥院电算站。在中国工程院院士陈新的倡导下,大桥院一直坚持自主研发桥梁计算软件。
大桥杆件在三维空间里的受力关系需要大量的计算,他们研发的桥梁空间分析软件(英文简称3DBridging)可以很好地完成这项工作,如果没有这样的软件支持,设计如此复杂结构的桥梁是难以想象的。在国际上,韩国、丹麦、澳大利亚也有同类软件,多为商业用途。用朱运河的话讲,如果你没有,就会受制于人。他们没有受制于人,反而更胜一筹,他们把一些先进桥梁理论应用到软件中,开发成软件的一项强大功能,这是国外商业软件不能比拟的。自主研发的软件,还能根据自己的需要不断更新,以适应设计需要。 跨越天堑绝非一马平川,三年建桥历程,几次大的战役,风风雨雨,“为大胜关,拼了”,风雨中响亮的劳动号子就是他们的豪言壮语 马超是刚毕业的大学生。负责测量的他,白天晚上在野外工作,空闲时,还要整理资料做内业计算。由于劳累过度,他病倒了,在医院打了几天点滴才恢复。但他毫无怨言,只说了一句话:“为大胜关,拼了!”
的确,马超的话也是建设者们想说的话。
在大胜关,有一流的设计,有先进的施工设备,更有建桥的精兵强将。建设大桥的单位是中铁大桥局集团有限公司(以下简称大桥局)。长江上具有里程碑意义的桥梁———武汉长江大桥、南京长江大桥、九江长江大桥、芜湖长江大桥、天兴洲长江大桥都是大桥局建造的。大桥局二公司、四公司是建桥主力军,分别承担了长江南北两岸的建桥工程。回首3年的建桥历程,几次大的战役深深印在建设者的脑海里。在建桥的关键时期,建设者在劳动竞赛的鼓舞下,迎难而上,确保大桥又好又快地建设。
俗话说万事开头难,大桥水下基础施工需要在围堰内进行,因此超大型围堰整体下水成为大桥开工建设的重头戏。高14.5米、重3000吨的钢围堰下水可不是件轻而易举的事。在大胜关上游15公里处的码头,数十个钢支座、混凝土支座支撑着这个大家伙。
围堰下水那天,长江封航,5艘2000马力以上的拖船组成的编队在江上等待它下水后将它拖到指定位置。前一天晚上,20多个技术员分成10个组对围堰里的每一个舱位进行了下水前的最后一次检查,以确保万无一失。围堰采用气囊法整体下水,这种方法是很多老专家的智慧。42个滚木状的气囊被放置在围堰底下,同时充气后,围堰就被顶了起来,拉住围堰的缆绳在瞬间被断掉,围堰借着坡势,随着滚动的气囊下了水。围堰自身设计可以漂浮,别看他重达3000吨,但却不会沉到水底。等候已久的5艘拖船立即开足马力在设定好的位置将围堰稳定住,向目的地大胜关进发。围堰下水的那一刻,岸上的上千人欢呼雀跃,老专家们激动得直落泪。超大型围堰整体下水的成功为大桥的建设开了一个好头,但大桥的建设才刚刚开始。接下来,围堰的精确定位、水下基础施工等一系列技术难题需要攻关和解决,万里长征仅仅迈出了一小步。
在长江里进行深水基础施工,最担心的莫过于每年的洪水。2007年6月,大桥7号墩承台施工又遇上一个多雨的季节。此时,长江上游水位已然告急,节节上涨的江水使江中的钢围堰岌岌可危。南岸生产经理陈家文和他的伙计们在此时接受了紧急任务:6月5日至28日7号墩承台浇筑第一次混凝土。
困难面前,方显英雄本色。陈家文带领大家吃住在船上,没有豪言壮语,只有风雨中响亮的劳动号子。其间,由于连续几天大雾长江封航,他们只能喝米粥、吃方便面。但大家谁也没有抱怨,都在坚守着,只为心中的那个目标,与时间赛跑,与洪水赛跑。短短18天,他们提前6天完成了任务,一次性通过了监理的检查验收。此刻,望着波涛汹涌的江水,大家倦怠的脸上露出了骄傲的笑容。
铁道部京沪高铁总指挥部南京指挥部指挥长刘学文回忆说:“当时,我们夜以继日,就像打仗一样,每个人的压力都很大,但我们经受住了洪水的考验,我们打赢了。”
大桥从开工建设到最后合龙,有一支队伍始终在另一条战线上奋战着。他们就像侦察兵,为指挥部传来最准确的信息。这支队伍是大桥的测量技术团队。测量工作贯穿于整个工程,施工的每一步,都需要测量先行。在围堰精确定位时,他们压力很大,如果测量不准,上百人就会做无用功。连续两天三夜,他们吃睡在围堰上,守在仪器旁。他们说,如果我们歇一天,那工地上耽误的可就不是一天了。
钱登齐是大桥测量团队中的一员,他说,测量是一个相互协作的活,一个人有天大的本事也没法做。桥钢梁架设时候,因采用大悬臂往前架设,风力和阳光的照射都会使钢发生变形,产生误差,很难控制。为了钢梁架设精确,有太阳的时候不能测量,阴天和下小雨的时候测量才能保证最佳测量效果,为此,测量组一周两次的测量都是安排在夜里。
大桥建设3年,可谓风风雨雨,家就在建设者身旁却距离他们那么遥远。当年,大桥局二公司、四公司修建完南京长江大桥留在了南京,很多职工的家就在南京,在家门口修桥对他们来说应该是幸福的,但情况却不像我们想象。大禹治水三过家门而不入,家就在职工们眼前,可他们却很少有机会回去看看。混凝土工厂厂长史国宁就是一个例子,老史毕业后在大桥局四公司工作,一干就是30年。他先后参加建设长东桥、潮汕桥、钱江二桥、东海大桥、莲花桥,今天在南京建设大胜关长江大桥,30年架桥铺路,他却告诉我们:“30年了,我很少在南京,在家门口修建大胜关桥,也很少回去,我到南京市区经常不认识路的。” 南京长江大桥修了10年时间,大胜关大桥用了3年。国际桥梁与结构工程协会前主席称:中国的桥梁建设,特别是大跨度桥梁的建设水平已跃居世界前列 南京大胜关长江大桥在高速铁路大跨度桥梁中处于世界领先水平,创造了体量大、跨度大、荷载大、速度高4项世界高速铁路桥梁之最。大桥的这些特点是世界同类桥梁无与匹敌的,德国有名的南藤巴赫桥,其跨度为208米,设计时速仅为250公里。
大桥的建设让两位老桥工感受深刻,77岁的芮义友,初中毕业后就在大桥局工作,16岁时在南京长江大桥做木工,后来又参加枝城长江大桥、芜湖长江大桥、孙口长江大桥的建设。他回想起第一次到南京长江大桥时的情景,满耳听到的是工人的号子声,当时工程施工大部分还是靠人力,速度很慢。他说:“南京长江大桥修了10年,而大胜关长江大桥这么大规模才仅仅花了3年时间。” 76岁的万方说:“修建老南京桥时,由于钢材强度低,钢梁拼装采用铆钉铆合,这种铆合技术为施工带来很多麻烦,一个节间有好几千个眼孔,铆钉烧红至1000摄氏度后工人用钳子抛出,另一边的工人接住后将铆钉钉入孔中。如今,大胜关长江大桥使用高强度螺栓施拧技术,大大提高了工作效率,几秒钟就可以完成一个。”
这样一座世界一流的高速铁路桥梁拔地而起,不仅让国人振奋,更让世界赞叹。
国际桥梁与结构工程协会前主席、东京大学名誉教授伊藤学等9名桥梁专家到大胜关长江大桥参观后,对大桥的下部基础结构和钢梁架设工艺表示钦佩。他说,目前中国的桥梁建设规模、技术水平,特别是大跨度桥梁的建设水平已跃居世界前列。相信中国桥梁界的同仁会创造出更多的工程奇迹,希望全世界的桥梁同仁们都能有机会到中国、到大胜关,看看中国桥梁建设的成就,切磋技艺,共同促进世界桥梁技术的发展。
“过去,全世界规模最大的工程工地在美国,现在它在中国。大胜关大桥的建设说明了一切。”来自德国的总咨询师马丁,站在他已工作了3年的大胜关桥下感叹,“在欧洲,类似大胜关大桥这样大规模、高难度的高速铁路桥建设工程几乎没有,因此在这里工作是一次宝贵的学习和实践的机会。”
建造规模如此宏大的桥梁,在国内外都没有先例,只能依靠自主创新。正是在新材料、新结构、新设备、新工艺等方面的创新,才使得中国的建桥水平在世界领跑。这些创新包括Q420qE钢材、空间三片主桁连续钢桁拱结构、超大型围堰整体下水及精确定位的工艺工法、大桥合龙方案、400吨全回转浮吊设备等,大桥完全可以成为创新的代名词。
有“钢霸”美誉的中国工程院院士方秦汉介绍,中国铁路桥梁建设一直保持着自主创新的传统。
武汉长江大桥修建的时候,帝国主义对我们搞封锁禁运,我们独立自主、自力更生建成了大桥。在大桥建设中,我们得到了前苏联技术专家的大力协助和支持,在桥墩打桩时,首创了新型的管柱基础结构施工技术。这一首创,将水下工作全部改为在江面上进行,这在当时世界上还是第一次采用,不仅减轻了工人的劳动强度,而且加快了工程进度,节约了工程造价。修建南京长江大桥的时候,苏联向我们提供的钢材量不够,有2万吨的缺口,当时国家下决心自主研制钢材,鞍钢生产了2万吨我们研制的低合金钢,当时这种钢被称为“争气”钢,为国家争了一口气。修建九江长江大桥和芜湖长江大桥,我们坚持用国产钢材,新型钢种不断诞生,钢材的强度不断提高,芜湖长江大桥使用了国家最新研制的低碳中强钢———14锰铌钢,在当时来讲其强度高于日本、德国同类桥梁用钢。现在的南京大胜关大桥采用了Q420qE级具有高强度、高韧性、良好焊接性能的新型钢材,将中国桥梁用钢提升到一个新的等级。在方院士看来,南京大胜关长江大桥作为长江上又一座具有里程碑意义的桥梁当之无愧。
合龙是大桥建设的最后一步,也是最关键的一步,合龙方案关系着大桥的成败。大胜关大桥放弃了传统的顶落梁合龙方案,采用由大桥局总工程师秦顺全提出的调索无顶落梁方案。采用这一方案是由大桥本身特点决定的,钢梁自重大,桥墩的反力大,以前的做法已经不适应于这座高速铁路桥梁,合龙方案必须创新。虽然创新方案使施工难度超乎以往,但克服了传统做法的弊端。因为难度较大,当方案提出时,有不少专家持怀疑态度,外国咨询专家摇头说:“不可能做到。”在质疑声中,方案被不断优化、不断完善。秦顺全说:“一个方案需要反对意见,那是在提醒你,方案可能还存在问题。”通过严格施工过程控制,最终大桥成功合龙。在这背后,钢梁从开始架设起,精度就控制在毫米级。从另一个侧面看,创新方案的实施让我国桥梁施工水平上了一个台阶。
在大桥咨询部,我们遇到了头发花白的南京大胜关长江大桥国内总咨询师潘家英。尽管已是古稀之龄,但她仍常常攀爬于大桥主拱上,亲自检验经过自己反复测算的数字变成大桥上搭起来的一道道钢梁。毕业于同济大学桥梁专业的潘家英,承担了大胜关大桥大量的计算分析工作,她介绍:“很多大桥的建设没有设立咨询部门,但大胜关大桥开创了咨询追踪监理、设计全程的模式。”
世界一流的高速铁路桥不仅有一流的技术,更要经得起时间的检验。
不朽的建筑往往以百年为计,明城墙600多年栉风沐雨,依然坚不可摧,就在于修建过程中严格的质量管理。
当时,为保证墙砖烧造质量,朝廷把墙砖制造过程分取土、踩泥、制坯、晾干、装窑、烧制等多道工序,每道工序均有明确的要求。各地在生产的墙砖上注明府、州、县、总甲、甲首、小甲、制砖人夫、窑匠等各级责任人的名字,以便验收时对不合格的墙砖追究相关人的责任。这一措施用现在的话讲,就是要职责分明、责任到人。名字都烧在砖上了,想赖也赖不掉。南京大胜关长江大桥项目部通过建立项目质量保证体系,明确质量控制流程,并建立质量管理目标和考核机制,形成了设计图纸交底、施工图纸交底、原材料采购、检验控制、分部(分项)工程检查确认、内业资料追溯的质量管理签认制度。如原材料从源头把关,谁采购谁负责,谁检验谁签字,工序实行转换签认制度,每道工序都要有控制、检查和实施的责任人签认记录,责任人不签认,不允许进入下一道工序施工,哪道工序出了问题,就要追究哪道工序负责人的责任。
刚参加工作的时候,刘屹嵩在他的日记本扉页上写下了“我现在是一名建桥人,无论是大桥还是小桥我都要有强烈责任感,我要做一个紧拧的螺栓,用百分之百的力量为工程的质量把关。”此后,这句话就成了他工作的真实写照。作为南京大胜关长江大桥项目部实验室主任,刘屹嵩肩上挑着源头把关的重任,他所在的实验室必须对每批材料进行严格检验,不能有半点马虎,一旦发现不合格的材料当即退回,绝不含糊。一次,一批材料与质量标准有一点差异,供货商偷偷去找他,想让他网开一面,被他拒绝。他斩钉截铁地说:“相差一丝一毫都是差,给你留情面,就是给国家留祸患,就是犯罪!”
在建设者眼中,工程质量不仅是大桥的生命线,也是他们的生命和灵魂。
尾声
巍巍长江,从雪山走来,向东海奔去。从武汉长江大桥开始,铁路人就没有停止跨越长江天堑的步伐。60年的艰苦努力,60年的开拓进取,到今天,一座又一座铁路桥梁如长龙卧波,横贯南北,成为每一个时代的丰碑。
独立自主地在大江大河上设计、修建铁路大桥,在旧中国只能是多少代有志之士的梦想。然而,新中国一成立,这个梦想就变成了现实。60年间,几代铁路工作者为中华民族腾飞打造钢铁大动脉的夙愿,在新中国经济社会又好又快的发展中,日益实现于越来越美的幸福生活。
历经1000多个日夜苦战,今天在新中国成立60周年之际,南京大胜关长江大桥成功实现合龙,向祖国母亲献上了一份厚礼。
“一桥飞架南北,天堑变通途。”毛泽东主席大气魄的诗句,定格了桥梁特别是铁路桥梁在人们心目中的宏伟印象。当南京大胜关长江大桥向世人揭开神秘面纱的一刻,新中国成立以来最大的铁路建设项目在此谱写下辉煌乐章。
著名桥梁专家茅以升在《桥梁远景图》中憧憬:“将来的桥一定造得很美。一座桥会安排得为大地生色,为江山添娇。”如今,茅老的憧憬在以南京大胜关大桥为代表的我国高速铁路桥梁建设中,成为生动的现实———跨江越河,绘就“中国速度”的新蓝图。
伴随着世界一流水平高速铁路在神州大地延伸,承载着高速运行的时代列车,南京大胜关长江大桥作为新材料、新结构、新设备、新工艺的化身,标志着中国高速铁路桥梁设计、建造技术达到世界先进水平。
仿佛是一种标志,更是一种象征。世界首座六线高速铁路桥梁,在这里谱写“人间奇迹”!世界一次建成线路最长、标准最高的高速铁路,在这里飞渡“大胜之关”!
本报记者 姜 峰 和 平 本报通讯员 严佐魁 崔喜利








