從南京長江大橋到港珠澳大橋：中國橋梁建設60年

文/龐礴 圖/沈海濱

港珠澳大橋

毫米級精度

當汽車沿著32米寬、6車道的港珠澳大橋開進伶仃洋時，橋面隨著視線延伸至海平線，看不到盡頭，往來穿梭的游客會想到新聞里對它的描述：它是全世界最長、建造難度最大的跨海大橋，擁有世界最深、最長的海底沉管隧道。

但作為港珠澳大橋的總設計師，中交公路規劃設計院有限公司（以下簡稱“公規院”）副總經理孟凡超更為那些難以被看到的特征為傲：全長55公里的大橋上，橋面瀝青與鋼箱梁主體緊緊貼合，構成橋梁主體的鋼箱梁之間接合平整，沒有凸起和落差。這讓路面變得一馬平川，沒有一處褶皺，司機和乘客不會感受到突如其來的顛簸——這種顛簸即使是在路面良好的高速公路上也偶有發生。如果是雨天，這份平滑更為直觀。橋面自中軸線至兩側有2%的傾斜角度，雨水落下后不作停留，直接滑進伶仃洋，橋面沒有水坑，車輛駛過不會濺起大片水花。

孟凡超說，這是橋梁建設中“四化”的結果，即大型化、工廠化、標準化、裝配化。相比以往的工人手工式建造，“四化”后的橋梁部件精度更高。

在之前的手工作業時代，橋梁所用的鋼板焊接成形后從高溫降到常溫時往往會發生變形。為了保持鋼板平整，工人要拿著火焰槍、戴著面罩，在高溫日曬的環境下對零部件進行反復火工矯正，一直持續到橋面合龍。即便如此，橋面接口處還是會有小到幾毫米、大至二三厘米的落差。汽車開上去，就會有顛簸感。

為了解決這個問題，港珠澳大橋招投標前，孟凡超就要求投標企業必須符合“四化”要求，鋼結構生產過程不能使用工人手工作業，要實現自動化焊接。不少想要投標的企業提出了反對意見，甚至公規院內部也有不同聲音：“他們說全中國的制造都達不到這個水平，你這叫貪大圖洋，不符合中國國情。”但反對的人不知道，孟凡超考慮更多的是安全。55公里的大橋建在伶仃洋上，一年有超過200天的6級大風，汽車和風浪會不斷對橋上的細小瑕疵施壓。“這就像不斷彎折、拉直一根有瑕疵的鐵絲，如果這個問題不解決，大橋120年的規劃使用壽命會大大縮減。”孟凡超說。

河北省秦皇島市中鐵山橋集團有限公司（以下簡稱“中鐵山橋”）一直想要參與港珠澳大橋的招投標。2010年收到招標要求后，他們將公司的焊接專家徐向軍派往遼寧省開原市，與一家機械臂生產商接洽。

彼時，孟凡超要求的自動化焊接已在汽車制造等高造價、精細化的生產中應用，但不曾用到橋梁鋼箱梁的生產中，所以沒有符合要求的機械臂設備。為了調試出這樣的設備，徐向軍和同事在這家生產商的實驗室中不斷地做焊接試驗、調試設備參數、提出修改意見。徐向軍記得，被他們拿來練手的小型鋼板逐步變成中型，最后變成與實物相等的大型。這些鋼板加起來有一千多片，合計45噸。

在生產廠家待了大半年，徐向軍終于得到了符合鋼板焊接標準的機械臂，中鐵山橋也采購了11套自動化設備，每套設備上有兩到三條機械臂。在新建成的廠房中，新招的幾個計算機系畢業生在控制臺輸入指令，遙控這些動作精準的機械手臂。徐向軍說：“以前是一人養一只羊，現在是一人放一群羊。”

一窮二白的自主建設

港珠澳大橋向北1450公里是江蘇省南京市。這里屹立著中國第一座自主建設的特大型橋梁——南京長江大橋，全長4588米、跨江648米。

盡管建成通車已有半個世紀，大橋的橋頭堡上還留有明顯的時代特色：四座橋頭堡頂各掛三面紅旗，分別代表社會主義建設總路線、大躍進和人民公社，緊挨橋頭堡的是工農兵雕塑，揚臂邁步，手握毛主席語錄。

南京長江大橋

南京長江大橋橋頭堡

在南京長江大橋建成之前，6300公里的長江上只有一座武漢長江大橋，是20世紀50年代由蘇聯援建的。“20世紀60年代初，中蘇交惡，蘇聯撤走對南京長江大橋的援助，國內正處于‘文革’時期，生產建設一片混亂，我們太需要一個自主完成的大工程來振奮人心。”南京長江大橋設計組組長、78歲的常榮五說。

南京長江大橋的規劃始于1956年，對于一窮二白的中國來說，當時各方面條件都艱難。常榮五記得，那時國內只有一臺計算機，由北京中科院計算所研制成功，為了處理大橋設計過程中的大量計算，國務院特批設計組使用。計算機差不多有一臺鋼琴大小，上面幾排按鍵，輸入數字就能得到結果。“手工計算一兩個月的數據，用計算機半小時就能完成。”常榮五說，計算結果不是存在硬盤中的數據，而是成打的紙卷，上面打滿小孔。設計組派出一名頗受器重的年輕工程師乘火車往返于北京與南京，專門處理計算問題。每隔一段時間，他就把成卷的計算結果裝進行李箱，帶回南京，常榮五和同事就在一個充當辦公場地的大食堂里展開紙卷，抄下結果。

建設工地上也是一幅與現在全然不同的景象。據《炎黃春秋》2018年刊載的回憶文章，興建南京長江大橋時，成千上萬的工人和普通南京市民一起在工地上干活：高校的學生們離開課堂，用鋼鑿、小錘和砂輪為橋面鑄件上的浮雕拋光，或在工人指導下用鐵絲將鋼筋骨架的交叉處綁緊；工人們則將鋼筋擰彎變成鉤子，作為扳手的替代品交給學生。“之所以要把鋼筋擰成扳手，是因為當時的鋼材太過緊張，扳手不夠用；鋼材的質量也不好，一個扳手用三五天就廢了，久而久之就直接改用鋼筋了。”常榮五說，建設南京長江大橋時是計劃經濟，鋼材捉襟見肘，為了拿到幾十噸鋼材修建橋頭堡，他特意去上海拜訪了一家鋼廠，好說歹說，對方才賣了他這個人情。

即便如此，大橋的設計、建設仍是幾經波折，前后持續10年。就在1968年大橋即將建成時，常榮五接到緊急任務：設計組須在一個月內設計并施工完成橋頭堡。

他硬著頭皮接下任務，全組41人一個月沒離開工地，圍著桌子畫圖紙、商量方案，困了就勉強靠在椅子上小憩。他們提出了數個設計方案，上報國務院后，三面紅旗和工農兵雕塑的方案被確定下來。

1968年年底，南京長江大橋的鐵路橋、公路橋先后竣工通車，南京城內萬人空巷，連樹木、圍墻上都擠滿了圍觀的市民，歡呼震天。作為中國人自主設計、建設的第一座跨長江大橋，南京長江大橋被稱為“爭氣橋”。當時，新華社將它與氫彈試驗成功相提并論，小學語文課本也收錄了《南京長江大橋》一文。

通車前夜，常榮五如釋重負，和另一名工程師在橋下的工棚里開了一瓶酒，喝得酩酊大醉。通車后的第二天，他走上大橋檢查，從剛剛干透的橋頭堡混凝土墻面上發現200多條大大小小的裂縫。他對每條裂縫的位置、長度、深度一一記錄，和工人們開始修補工作。

2018年，南京已有5座跨長江大橋，另外4座橋梁與最初的南京長江大橋一起分擔著晝夜不息的車流。78歲的常榮五步履蹣跚，不再是當年那個大橋落成時站在橋頭躊躇滿志的青年，最近一兩年，他已無法負擔長距離行走，不再到江邊拜會這位50年前的“舊相識”了。

從大江到大海上建橋

今年80歲的彭寶華滿頭銀發，仍保留著工程師的風度——短袖白襯衫上并無褶皺，戴一副細金屬邊的眼鏡。20世紀60年代，他從重慶交通學院橋梁隧道工程專業畢業。當年，國內鮮有特大型橋梁項目，所以直到20世紀70年代，他才第一次參與跨江大橋的規劃和建設——四川省的瀘州長江大橋。

彼時，橋梁不再是政治象征，而是經濟發展的必要通路。《四川法制報》2009年刊載的回憶文章稱，瀘州市長江大橋興建時正趕上20世紀70年代末經濟復蘇，瀘州長江兩岸卡車、汽車有時排出兩三公里，司機們要帶足過夜的干糧連夜排隊才能渡江。“所以南京長江大橋從規劃到設計超過10年，但是瀘州長江大橋的建設時間要盡可能縮短。”彭寶華說。

橫在彭寶華面前的一大難題是長江的水文狀況。瀘州位于長江上游，江寬水急，一年兩次汛期，春來雪融有桃花汛，夏季降雨有夏汛，一年之內水位相差超過10米。遇上汛期，施工就只能暫停，他記得曾有工人作業時失足落江，來不及呼救便被江流卷走。為了保證汛期仍能施工，彭寶華和同事們決定借鑒九江長江大橋發明的技術“雙壁鋼圍堰”。簡單來說，雙壁鋼圍堰就像一個插進水底的無底杯子，底部密封后抽走中間的水，工人便能在鋼壁圍成的柱形空間內建造橋墩。

東海大橋

瀘州長江大橋的雙壁鋼圍堰直徑50米，高20米。為了建造這個巨型設備，施工隊伍在工地岸邊建起工廠，將大量鋼材運到現場焊接。彭寶華記得，那時國家仍實行計劃經濟，鋼材需要審批，如此大規模地用鋼可以說“十分奢侈”。為了保證工期，瀘州市委也曾提出“人民大橋人民建，人民為橋做貢獻”的口號，號召市民到工地義務勞動，數個省內的企業參與鋼板焊接，并提供了船只、汽車援助。

“雙壁鋼圍堰入水是在一個漲潮的早上。”近40年后，彭寶華回憶起那個場景，在吊船、運輸船的拖拽下，它被緩緩拉入水中，底部穿過鵝卵石和河泥，直接觸到了河底的巖層。有了雙壁鋼圍堰的保障，汛期時，瀘州長江大橋仍可施工。1982年，大橋建設5年后通車，全長1252.5米，成為長江上最長的公路大橋。這是四川省內第一次使用雙壁鋼圍堰技術，項目獲得國家技術二等獎。

彭寶華說，從20世紀八九十年代起，特大型橋梁在長江、珠江等大江上建起，雙壁鋼圍堰在深水作業場地廣泛使用。他建造的最大的鋼圍堰直徑270米，卡車可以在寬闊如道路的壁沿上運送材料，通行無礙。

“但是隨著經濟發展，在大江大河上建大橋已經不能滿足我們的需求了，橋梁建設必須從江河走向海洋。”上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司總工程師邵長宇說。

21世紀初，上海希望盡快建成與新加坡比肩的國際型深水港，在這樣的契機下，上海市政總院主持設計了東海大橋。那是一座連接上海本土和小洋山島的跨海大橋，是中國第一座真正意義上的跨海大橋，線路全長32.5公里，主橋全長25.3公里。

與江河上的大橋相比，東海大橋面臨著新的技術問題。“海上建橋風大浪大，很小的風力就可能引起橋面的劇烈振動，鋼索也存在風振問題，甚至碰撞形成損傷，我們叫‘風雨振’。”邵長宇說，設計東海大橋時，不僅要詳細計算風力對橋面的影響，還要開展風洞試驗研究，最后加裝穩定板、風嘴等改變空氣流向的裝置，對鋼索排布也進行了精密安排，預留減震措施的空間。

2005年8月5日，工程即將完成時，12級的臺風“麥莎”從太平洋上逼近上海市，海浪高達6米。晴天時肉眼可見的作業平臺被大雨和風浪吞沒，工人們從施工小島撤往市區，吊船也停進了避風港。三天兩夜之后，臺風遠離上海，東海大橋安然無恙。

肇慶西江大橋

考驗全社會的工業化水平

1949年至今，中國大江大海上的特大型橋梁越建越多，橋梁施工技術上的空白也被逐一填補。

在邵長宇看來，建造大型橋梁是系統性工程，每個環節的缺陷都會造成短板效應。鋼材和混凝土等原材料的質量，計算規劃時使用的分析軟件和實驗設備，建造過程中能調用的吊船等大型設備，都在考驗全社會的工業化水平。

常榮五對中國大橋的貢獻之一，是橋面鋪設的瀝青。20世紀80年代，他在廣東省負責修建肇慶市西江大橋時，橋梁首次采用全鋼架結構。但夏天時，鋼結構橋面的溫度高達八九十攝氏度，瀝青會因此軟化，汽車剎車時，輪胎會卷起瀝青，露出橋面下的鋼板；冬天時，瀝青又會因低溫變硬、開裂，路面坑坑洼洼。

常榮五說，進口瀝青符合要求，但成本太高，他們只好自己研發。他帶著工人在肇慶到廣州的一段廢棄道路上開辟出實驗場，用摻入不同成分的瀝青鋪路，然后開著車，加速，剎車，查看不同強度的摩擦下瀝青的完好程度。“當時就發現，特立尼達和多巴哥的橡膠有效。把這些天然橡膠打碎，加入瀝青里，瀝青的質量就會提高很多。”

四年后的春天，西江大橋橋面就用這種瀝青鋪裝完成，通車當天，滿載貨物的卡車依次從橋上通過。常榮五在車輛全數通過后查看，路面上的瀝青連輪胎印都沒留下。

修建瀘州長江大橋時，彭寶華需要進行風力實驗預估臺風的影響。當時，全國尚沒有專供橋梁使用的風洞實驗室，四川省安縣（現為綿陽市安州區）服務于導彈制造的軍工廠為他們提供了幫助。彭寶華記得，他和工作人員把橋梁模型運進縣城，深夜里，全縣停電以保障軍工廠內有充足的電力模擬12級臺風，之后根據模型的受損情況對橋梁設計進行調整。

“光計算是不夠的，必須模擬實際的惡劣氣候才能保證橋梁的安全性。”彭寶華說。到了20世紀80年代，同濟大學建成了專為土木工程服務的風洞實驗室，風力實驗再次更新換代。

然而，超大型橋梁建設不斷提出新要求，這意味著技術的現代化必須持續跟進。

2009年，港珠澳大橋前期勘探時，中國還沒有大型勘探船，只好雇傭珠海附近的漁船、貨船綁上鉆機來替代。30多公里長的橋梁路線上，十幾艘漁船貨船以兩三公里的間距依次排開，到晚上就一起點燈，相互呼應。孟凡超說：“這些船上綁著兩三噸重的鉆機，勘探人員要帶著它們在海上工作兩三個月，不能上岸。”

“但是伶仃洋里往來粵港澳的船只很多，有萬噸貨輪，也有載客的快艇、漁船等。入夜之后的海上非常黑，停在海中的勘探船很容易被撞上。”孟凡超說，那段時間里，他的手機24小時開機，夜里也不敢靜音，生怕出事。事故幾次擦肩而過。最讓人后怕的一次是，一艘從珠海開往香港的快艇，沒有避開勘探船的鋼錨纜，螺旋槳絞了上去。“那艘快艇上有200多人，就像魚被網攔住一樣，稍有差池就魚死網破了。”孟凡超說，后來工人砍斷鋼纜排除了危險，所幸雙方人員都沒事。但半夜接到這樣的電話，他冒了一身冷汗。

港珠澳大橋建設完成后，孟凡超在中交集團發起了對綜合勘探船的研發制造——這種萬噸級的勘探船可以服務于長時間的海上作業，供上百名工程師、工人工作生活半年。

在孟凡超看來，勘探船不過是橋梁建設的縮影，未來隨著更多超級跨海通道的建設，對裝備和技術將提出更高的要求，而橋梁的工業化也將隨之走向更高的水平。