本刊記者
建國伊始,全國各地便紛紛掀起了工程建設的高潮,20世紀50年代北京的“十大建筑”就是建國初期工程項目的代表作。不僅如此,自力更生的建設者們還在長江天塹上建起了第一座橋梁,在難于上青天的蜀道修筑了新中國第一條鐵路……改革開放后的30年來,中國工程技術人員采用新結構、新材料、新工藝、新設備等先進科技成果,創造了世界工程史上一項又一項的奇跡,其中有被譽為中國21世紀三大建設工程的三峽工程、西氣東輸工程、南水北調工程,至于橋梁、鐵路、建筑領域的工程杰作更是數不勝數。
三峽高壩出平湖
早在民國初期,孫中山在其《建國方略》里就預想過建設三峽工程,隨著1994年三峽工程開工,幾代人的宏偉設想變成了現實。經過多年的建設,三峽工程預計今年全面竣工。
作為世界上規模最大的水利工程,三峽工程不僅與西氣東輸工程、南水北調工程并稱為中國21世紀三大建設工程,而且名列為全球超級工程之一,這體現在:三峽大壩是世界最大的混凝土重力壩,混凝土澆筑量2794萬立方米;三峽大壩壩軸線全長2309米,是世界最長的大壩;三峽是世界最大的水電站,總裝機1820萬千瓦,年發電量847億千瓦時:三峽有世界泄洪能力最大的泄洪閘,最大泄洪能力為10.25萬立方米/秒:三峽工程是世界防洪效益最為顯著的水利工程。三峽水庫總庫容393億立方米。防洪庫容221.5億立方米,能有效控制長江上游洪水,增強長江中下游抗洪能力;三峽工程有世界級數最多(5級)、總水頭最高(113米)的內河船閘以及世界規模最大的升船機,最大升程113米。
除了防洪、發電、航運外,三峽工程在養殖、旅游、保護生態、凈化環境、開發性移民、南水北調、供水灌溉等方面均蘊含著巨大效益。
一江清水向北流
自從20世紀50年代“南水北調”的設想提出后,經過幾十年研究,總體布局已最終確定:分別從長江上、中、下游調水,以適應西北、華北各地的發展需要,即南水北調西線工程、南水北調中線工程和南水北調東線工程。南水北調工程是世界最大的調水工程,是我國投資最多、工期最長、影響范圍最廣的水利工程,對我國國民經濟和社會發展具有重大而深遠的意義。
東線工程已于2002年底率先啟動,從長江下游引水,基本沿京杭運河逐級提水北送,向黃淮海平原東部供水,建成后將貫通長江、淮河、黃河、海河四大江河。為了確保一江清水向北流,工程建設人員要克服一個又一個技術難題,尤其是橫亙在調水線上的黃河。他們采取打隧洞穿黃河方案,不僅對河勢影響相對較小,而且可免受溫度、冰凍、大風等不利因素影響。洞徑寬近10米的隧洞是工程最重要的建筑物,深達黃河河底下幾十米深處,施工難度可想而知。
中線工程也于2003年開始建設,其中丹江口水庫是南水北調中線的源頭,為其“增高”和“增肥”是工程的難點與重點。在國內尚無成熟經驗和工程實例的情況下,建設者們解決了新老混凝土的結合問題,相當于在30多年前興建的丹江口上再增加兩個半北京密云水庫,不僅實現擴容,同時還提高了下游防洪標準。
氣貫東西配資源
我國西部地區的塔里木、柴達木、陜甘寧和四川盆地蘊藏著26萬億立方米的天然氣資源,約占全國陸上天然氣資源的87%。特別是塔里木盆地,天然氣資源量有8萬多億立方米,2002年全線開工建設的“西氣東輸”工程,正是以這里為主氣源地,4000千米長的管道途徑9個省市(區),最終抵達上海。作為西部大開發的標志性工程,該工程在促進華東地區能源供應的同時,還有助于將西部的資源優勢轉化為經濟優勢,實現東西部的融合以及清潔能源產業的發展。
西氣東輸是我國迄今為止建設的距離最長、管徑最大、管壁最厚、輸送壓力最高、輸氣量最大、技術含量最高的輸氣管道工程,建設規模和技術指標世界罕見,地形地貌的復雜程度堪稱世界之最,施工難點屬于世界級難題。2004年底,西氣東輸全線實現商業運營供氣。2005年8月,塔里木油田的天然氣在供應東部沿海地區的同時,還通過陜京二線向北京供氣。
西氣東輸工程設計年輸氣能力120億立方米,照此計算,每年可替代1600萬噸標準煤,減少排放27萬噸粉塵,在熱效率相同的情況下,每年可節約燃料價值13億多元。隨著“西氣”的發現和利用,塔里木盆地形成世界級大氣區、我國成為天然氣大國的前景初顯。
青藏天路越屋脊
作為世界上海拔最高的高原鐵路,青藏鐵路全線的修筑歷經近50年,它見證了新中國鐵路的發展,代表了中國鐵路建設的最高成就。
青藏鐵路一期工程即西寧至格爾木段長814千米,從1958年分段開工建設,1984年全段建成通車,沿線海拔大部分在3000米以上,是中國第一條高原鐵路。青藏鐵路二期即格爾木至拉薩段,長1142千米,縱貫青藏高原腹地。隨著青藏鐵路2006年7月1日全線通車,西藏不再是我國唯一不通鐵路的省區,“世界屋脊”不再遙不可及。
青藏鐵路建設面臨著多年凍土、高寒缺氧、生態脆弱三大世界性工程難題。青藏線穿越海拔4000米以上地段達960千米,翻越唐古拉山的鐵路最高點海拔5072米;青藏線還是世界上穿越凍土里程最長的高原鐵路,經過凍土區達550千米。為此,工程技術人員采用“熱管”這種主動降溫的工程措施,有效地保護了凍土層,達到鐵路路基的穩定性,使得列車在凍土地段行駛時速度能達100千米/小時——這是目前火車在世界高原凍土鐵路上的最高時速。建設者還在凍土區上建起了世界海拔最高的高原永久性凍土隧道、最長的高原凍土隧道以及最長的高原凍土鐵路橋;青藏線用于生態保護的投資之多為中國鐵路建設史上之首,包括防沙屏障的修筑,草地的養護以及專門為藏羚羊等珍稀野生動物自由遷徙而設置的野生動物通道。
飛架南北長江橋
建國以前,長江上沒有一座大橋,只能通過輪渡過江,交通十分不便。1957年被譽為“萬里長江第一橋”的武漢長江大橋建成通車,從此使天塹變通途。該橋全長1670米,是我國第一座鐵路、公路兩用橋,橋下可通萬噸巨輪,對促進南北經濟的發展起到了重要作用,同時為南京長江大橋的興建以及中國現代橋梁工程技術的發展奠定了基礎。
現在,大量高科技、大跨徑的長江大橋如雨后春筍一樣建立起來。其中,主跨徑1490米的潤揚(鎮江一揚州)長江大橋是中國第一、世界第四的懸索橋(懸索橋是跨越能力最大的一種橋);主跨徑1088米的蘇通(蘇州一南通)長江大橋成為世界上
最大跨徑的斜拉橋(斜拉橋是各類橋形中跨越能力僅次于懸索橋的一種)。
另外,中國目前跨徑200米以上的特大跨徑連續鋼構橋已有50余座。在拱橋方面,我國建造技術也是國際領先,石拱、雙曲拱、桁架拱、混凝土肋拱與箱拱、鋼管混凝土拱和鋼拱橋異彩紛呈,最大跨徑550米也位居世界同類橋梁中的第一。在現代索橋,包括斜拉橋和懸索橋方面,目前已有數百座索橋遍布大江大河之上,潤揚大橋和蘇通大橋就是其中的代表作。這些建設標準高、技術復雜、科技含量高的超大型橋梁工程,代表了當前中國橋梁建設的最高水平。
比翼雙飛跨海橋
21世紀初,我國開始了跨越海灣、海峽的造橋新時代。兩座30多千米的超長跨海大橋——東海大橋和杭州灣跨海大橋比翼雙飛,創造了世界造橋史上的奇跡。其中2008年建成的全長36千米的杭州灣大橋更成為世界上最長的跨海大橋。
杭州灣被喻為世界三大強潮海灣之一,這里有全世界規模最大、最壯觀,同時也最為兇險的潮汛——錢塘潮,在這個地質氣象條件惡劣的海灣筑橋難度可想而知。首先,對于沿岸灘涂下蘊藏的嚴重威脅施工安全的淺層沼氣。工程技術人員開創性地采取有效控制放氣的施工工藝,這在世界同類地理條件下是史無前例的;其次,自主創新地選定整樁螺旋鋼管樁,使其起到“定海神針”的作用,其中最大的管樁直徑1.6米,最大長度89米,最大重量74噸,為世界之最;杭州灣大橋50米箱梁“梁上運架設”技術,架設運輸重量從900噸提高到1430噸,刷新了目前世界上同類技術、同類地形地貌橋梁建設“梁上運架設”的新紀錄;大橋深海區上部結構采用70米預應力砼箱梁整體預制和海上運架技術,為解決大型砼箱梁早期開裂的工程難題,開創性地提出并實施了“二次張拉技術”,徹底解決了這一工程“頑疾”。
建筑奇跡匯“鳥巢”
2008年奧運會的成功舉辦是中華民族的一件盛事。在為奧運會而興建的場館中,最引人注目的無疑是“鳥巢”和“水立方”。這兩座建筑之所以引人注目,不僅僅在于其外部造型的新穎別致,獨具一格,還在于其中包含了許多世界領先的高科技成分。比如“鳥巢”高度復雜的大跨度交叉鋼桁架結構,便是世界獨一無二的,其縱切面的一個門式的航架最大跨度超過了320米。
假如用一般的鋼材來搭建“鳥巢”,很難使之在結構安全和加工安裝上達到要求,因此,科研人員專門研制生產了Q460E型特種鋼材,這是國內首次在建筑結構上使用這種低合金高強度鋼。為了把4.8萬噸鋼材“編織”起一個“鳥巢”來,設計施工者先在“鳥巢”內部搭建了78個支撐塔架,然后把“鳥巢”上面主要的航架分成段,在塔架上進行拼裝,最終才得以讓“鳥巢”矗立起來。因此,鳥巢的施工方法又是一個突破。
作為奧運會的主體育場,“鳥巢”從2003年12月破土動工到完工的整個建設過程一直吸引著全世界的目光。2007年,英國《泰晤士報》將“鳥巢”列為世界正在建設的10個最大最重要的建筑工程;2008年。美國《時代》周刊公布了在全世界選出的100個最具影響力的設計,“鳥巢”奪得建筑類最具影響力設計的桂冠。
明珠閃耀長安街
早在20世紀50年代,我國政府在對長安街的規劃上,就有了建設國家大劇院的設想。直到2007年9月,一顆“湖中明珠”終于出現在它應有的位置上。與周邊傳統建筑產生的強烈對比,使其顯得更加搶眼。
國家大劇院建筑屋面星半橢圓形,東西向長軸跨度212米,南北向短軸跨度144米,是目前世界上最大的穹頂建筑。整個穹頂6700多噸的鋼材完全依靠自身的力學結構體系來保證穩固,也就是說,如此巨大的鋼結構中間竟然沒有一根柱子來支撐,建筑的難度可想而知!與一旁的人民大會堂相比。國家大劇院顯得略低,但實際并非如此,因為國家大劇院60%的建筑在地下,其地下的高度有10層樓那么高,由此也成為了北京最深的建筑。
國家大劇院的外表由具有柔和的色調和光澤的鈦金屬覆蓋,前后兩側有兩個類似三角形的玻璃幕墻切面,再加上整座建筑由人工湖環繞,使其如同漂浮于水面之上的一顆“明珠”。新穎、前衛、獨特的造型,融合傳統與現代、浪漫與現實,正像設計師保羅·安德魯所說,“國家大劇院要表達的,就是內在的活力,是在外部寧靜籠罩下的內部生機……設計靈魂就是:外殼、生命和開放”。(文章代碼:1812)
責任編輯:龐云