第A02版:综合新闻

开创我国“自力更生”建设大型桥梁新纪元

(上接第1版)南京江面比武汉江面宽得多,江底岩层结构十分复杂,在这种水文条件下建桥,中国历史上没有过,国外历史上也没有过。更糟糕的是,此时国家遭遇三年困难,经济遭受严重打击,中苏关系又破裂了,苏联专家不仅带走了图纸、计划和资料,设备和大桥建设所需的钢材也都停止了供货。

鉴于当时的国际形势,周恩来总理一再指示:一切建设,必须自力更生!

南京江面宽阔,水底岩层极其复杂,建设过程中面临的第一道难题便是水下基础工程。一座桥梁,70%靠水下基础,如果基础不稳定,桥就没法建了。南京长江大桥正桥每个桥墩高80米,桥墩底部面积为400多平方米,比一个篮球场还大。这9个桥墩的外观一模一样,但当初在建造时却根据实际不同情况分别采取了相应不同的方法。

如今在大桥正前方9号桥墩前还有一座弃置的桥墩。当初决定建桥时,党中央要求技术人员和建桥工人们“自行设计、自行施工”,这座桥墩就是为试验国产技术和建材而坐的试验墩。为了安全起见,在创造出新的方法后,技术人员都会在试验墩上进行尝试,准确测试出真实数据后,专家们再将数据进行分析和研究,看是否能够达到施工要求。

经过一系列的周密试验,最终,大桥水下基础设计按各墩不同的水深覆盖层厚度和地质条件,从实际出发,采取了四种不同类型的基础。其中,1号墩为重型混凝土沉井基础,其高度和体积是世界同类基础之中佼佼者。此前,沉井基础已有一百多年的历史,但赋予它的重型混凝土和采用射水破坏井壁土壤摩阻力的施工方法则是一种创新。2、3号墩为钢质沉井加管柱基础,是钢沉井与管柱基础两种类型的结合。当时传统的水下工程施工方法有沉井和管柱两种,但两者结合的方案也是一种创新。4、5、6、7号墩为浮式钢筋混凝土沉井基础,采用20只巨型钢气筒使之浮于水面。这种施工方法和拼装式结构型在国内也是首创。特别是江心的6号墩,集军队、科研、医疗、潜水各方之力创新采用减压技术建成,并以77.13米的深潜作业突破了国际极限。8、9号墩为预应力钢筋混凝土管柱基础,由10根3.6米管柱组成。这些桥墩中,又以浮式沉井最有特色,最具开创性,且难度也最大,由此解决了在深水软弱岩层上修建大型基础工程的一大难题。此后,多座国内外特大桥梁基础施工中,都采用了这一技术。

坚持自主创新是南京长江大桥建设不断实现突破的最大动力。浮式钢筋混凝土沉井、氦氧深潜水、72米深水基础工程等一系列令人瞩目的重大创新成果,填补了诸多“中国空白”和“世界空白”,1985年更是获得首届国家科学技术进步奖特等奖。

举全国之力建成“争气桥”

周恩来总理曾自豪地说:“新中国有两大奇迹,一个是南京长江大桥,一个是林县的红旗渠。”其中,红旗渠是举一县之力创造的人间奇迹,而南京长江大桥则是举全国之力兴建的伟大工程。直到今天,大桥南堡外立面仍镌刻着鲜红的毛主席语录:“人民,只有人民,才是创造世界历史的动力。”南京长江大桥不仅是建设者用一块块钢、一颗颗钉架起来的钢铁巨龙,更是由中国人民的爱国精神挺立起来的民族脊梁。

当时我国正面临三年困难时期,大桥开工不久便面临着被迫停工的局面。工人精简,工程下马,经费被压缩到每年不超3000万元,只够维持日常开销。后来经周恩来总理特批,大桥工程才得以继续招工、购买设备。

大江之上的正桥,由钢筋铁骨组成。但当时苏联专家撤出中国,建桥所需的优质钢材也被苏联断供,新中国连满足大桥建设强度的钢材都没有。这个时候,“共和国钢铁工业长子”鞍山钢铁挑起了这个重担,在一无经验、二无技术资料的情况下,经过反复试验,闯过了重重难关,生产出了“16锰”低合金钢,强度比武汉长江大桥用的钢材提高了30%,打破了外国垄断性建造世界级大桥的封锁局面,也因此被称为“争气钢”。

由此,南京长江大桥实现了桥梁结构钢生产全部国产化,并首次使用高强度螺栓代替铆钉。中铁大桥局原副总工程师刘长元回忆道:“最难的水中基础方案改进了,钢梁的钢材也研究出来了,虽然有困难,但是自己能干,干得成,大家就觉得比较争气了。”

1964年9月,洪流中的大桥工程面临沉井倾覆、桥址报废的巨大危机。情势危急,铁道部大桥工程局立即向全国各地紧急求援。上海用特快专车送来了直径57厘米的加粗缆绳;沈阳用专车送来缆绳;武汉长航局立即开了两艘2000匹马力的拖轮前来支援;大连生产的锚链,得到铁道部特批,挂在客车后面运来,有的配件甚至空运过来。同时,紧急生产了一批混凝土锚当作备用。在施工现场的建设者们则冒着生命危险,连续抢险近两个月,最终以“平衡重止摆船”方案克服自重6000多吨的沉井摆动,使大桥基础转危为安。

铁路桥通车前一个月,桥头堡建筑成了最难啃的一块硬骨头。堡体高,共10层,相当于民用建筑24层楼高;层次多,连夹层共计16层;结构复杂,混凝土框架结构,外部工程装饰采用汰石子;材料用量大,南北桥头堡共用木材2400立方米,钢筋419吨,混凝土3020立方米。按正常施工进度,最快也要九个半月。

为此,技术人员将凝固时间长的常用水泥,改用高标号水泥。劳动力不足,机械设备缺乏,就动员部队官兵和大中专院校学生上工地,并紧急调来省内外多家建筑公司,给桥头堡建设提供技术和设备的支持。此外,每天还有约上千名南京市民到工地现场参加义务劳动,建设热情高涨。终于在1968年9月27日完成桥头堡主体工程,仅用了28天时间。也正是在这种一方有难,八方支援的氛围下,历经艰难的南京长江大桥最终正式完工。

从地质勘探、桥址确定、桥墩施工的创新再到特种钢的研制,中国建设者历时9年的自主研发、自行施工,在长江天堑上架起了一道飞虹,开创了我国“自力更生、艰苦奋斗”建设大型桥梁的新纪元。

年届半百再展“新颜”

自1968年建成通车后,南京长江大桥在半个世纪的风雨兼程中见证了国家、城市的巨变。特别是改革开放40年,经济社会飞速发展带来几何式增长的交通运输量,大桥日均行车10万辆。长期超负荷运行,加上材料老化,2016年10月28日,已有48岁“高龄”、不堪重负的南京长江大桥,迎来了历史上首次封闭大修,工期长达27个月。

为了修好南京长江大桥,维修指挥部邀请、联合全国著名的科研、设计和施工单位,成立了8个专项课题组,从理论研究、材料运用到施工革新进行了一系列探索,新设备、新技术和新材料得到广泛应用。工程按照维持原设计荷载等级、保持原桥历史风貌、提高结构安全耐久性的要求,对正桥结构及面板、引桥、桥头建筑及交通安全设施等附属工程进行维修或改造,总投资11亿多元。

改造首先从加固钢纵梁开始,还大桥一副“铮铮铁骨”。通过裂纹处理、材料加固,大桥维修加固了上千处的疲劳裂纹,桥梁结构得到整体性加强。虽然结构加固耗用上万吨钢材,可由于原来很重且易损的钢筋混凝土板,换为坚固轻便的正交异型钢桥面板后,桥面重量反而更轻了。

2018年,大桥被列入全国首批工业遗产保护名录,作为珍贵文物、南京城市地标,因此维修中必须修旧如故,不但整体风貌、色彩不能改变,红旗雕塑、工农兵群雕、桥栏浮雕、桥身标语等单体建筑,都在文保部门指导下设计,力争“原汁原味”。

例如,桥头堡的水刷石外墙空鼓渗漏,水刷石是上世纪60年代最好的外墙工艺,维修人员先后进行了30多次配比实验,才找到了和原外墙一致的参数。299盏玉兰花路灯一一编号,拆解运送到恒温恒湿仓库,维修中路灯杆喷涂了三遍无色透明的纳米级硅酸盐养护修复增强剂,高压钠灯光源改为LED光源,不但原样修复,还增强了照明功能。

此外,大修的过程还令大桥更具“智慧”。因为在各部位安装的健康监视系统,实现了对大桥指标的24小时监测。路面埋入的温度感应器能实时感应桥面温度和报警,提醒冬季零摄氏度以下时进行除冰作业,夏季达到六七十摄氏度时洒水降温,有效延长沥青路面寿命。下部支座、桥墩、钢筋结构等发生振动、沉降、位移时,数据传送至后台可供分析大桥的变化是否在可控范围内。这也是国内第一次大范围在大桥安装健康监视系统。

大修两年多后,2018年12月29日,南京长江大桥在50岁生日这天恢复通车。这座倾注了老一辈建桥人智慧和心血、寄托了中国人民深厚情感的南京长江大桥,如今在新一代修桥人手中再次焕发光彩,它是技术的创新,文化的传承,精神的发扬。

2019-09-12 徐敏 2 2 建筑时报 content_4509.html 1 3 开创我国“自力更生”建设大型桥梁新纪元 /enpproperty-->