“桥都”的桥梁专家
2012-09-14 来源:重庆建筑
重庆建筑 记者在两江交汇的山城中穿行。放眼两江上座座飞架的桥梁,想起顾安邦先生说过的“重庆堪称中国的桥都”,一点也不夸张。直辖十年,如今的山城重庆,山不再是拦路虎,有无数的隧洞为证水也不再是天垫,有那么多的桥梁为证。这些隧道、桥梁都深藏着专家们的智慧和心血。记者怀着敬佩的心情,采访了全国桥梁界最高奖—— “茅以升桥梁大奖”获得者,我们“桥都”自己的桥梁专家,重庆交通大学教授顾安邦先生。
记者(以下简称“记”):顾先生您好l首先恭贺您获得全国桥梁界最高荣誉奖—— 茅以升桥梁大奖!
顾安邦(以下简称“顾”):(谦虚地笑笑)谢谢I
记:重庆直辖十年来城市建设发生了很大的变化。最让重庆人骄傲的就是飞架在两条母亲河上的一座座桥
梁。我曾在报纸上看到您说”重庆堪称中国的桥都”。您为什么这么讲?
顾:首先是因为重庆的桥梁数量多。目前,仅长江、嘉陵江两江上已建、在建和待建桥梁达47座,都是特大桥。如果加上已建成的其它桥梁,全市该有6000多座桥吧。这在全国居首位。其次是因为重庆的桥梁类型多而全。世界上所有的桥梁类型这里都有,如拱桥、梁桥、斜拉桥、悬索桥、刚架桥等等。它简直就是一个桥梁博物馆。第三是因为重庆的桥梁技术含量很高。重庆的桥梁虽然在规模上比不上杭州湾跨海大桥、江苏润扬大桥等,但技术含量非常高,也就是说,重庆的桥梁非常精致。它的创新点非常多。四月份全国的一个桥梁创新会就选择在重庆开,就是看上了重庆的桥梁创新程度很高。这在全
国也居前列。所以称重庆为中国的桥都是名至实归的。
记:请您具体谈谈重庆特大桥的高技术含量和创新点都体现在什么地方。在世界桥梁史上的地位是什么7
顾:具体讲,我们重庆桥梁的强项是有五座堪称世界第一跨的桥梁。一是万州长江大桥。主跨420米,是世界上最大跨度的钢筋混凝土拱桥。此前的纪录是南斯拉夫的一座同类型拱桥,跨度为390米。二是巫山长江大桥。是一座跨度为460米的钢管混凝土拱桥,管子直径为1.2米,其管径为世界第一大。它的吊重180吨。也是当时的世界第一。现在又被菜园坝长江大桥的吊重3600~g所取代。三是正在建设中的菜园坝长江大桥。它由三种结构组成:它的中跨是一个拱,两边是Y型预应力刚构,中间是一个桁架梁。它采用的也是多种类型的材料,一是钢,一是混凝土。中跨部分的拱是全钢的,它的两个Y构是预应力混凝土。所以,菜园坝长江大桥是典型的混合式桥梁。这样大的规模,这样大的跨度,也是同类组合型桥梁中的世界第一。四是朝天门长江大桥。它是一座钢桁架拱桥。跨度为552米。这是全世界最大跨度的拱桥。此前,上海的卢浦大桥,拱跨为550米。有人认为,为了争世界第一,朝天门大桥故意多设计了2米。其实不是人为的,而是地形条件决定的。五是石板坡复线桥。它是预应力混凝土刚构桥。设计要求它的位置、跨度大小应完全与老桥匹配。但是,由于通航的需要,170米主跨的老桥六号墩应取消,于是新桥主跨就设计成了330米。这样,石板坡复线桥就成了备受世人关注的世界上最大预应力桥梁。此前,世界最大的连续刚构桥在挪威,其跨度为302米。我国的纪录是由广东虎门的辅航道大桥保持的,跨度为270米。之所以说它难度大,是因为一座桥跨超过260米以后,它贡献给自重的承载力要达~FJ96%以上。这是不经济的,再加大也不可能。所以我们的连续刚构桥在250米左右徘徊不前。这次石板坡复线桥解决了这道难题。要超过250米的跨度,需要采用轻质高强度混凝土和比较轻的钢结构。轻质骨料在我国还未过关。因此,复线桥部分采用了钢结构,其中108米用钢箱梁代替混凝土梁,质量大大减轻。总质量接近260米全混凝土刚构。问题解决了。但又出现一个新的问题,怎么把中间的钢与混凝土两种不同的材料连接起来?又进行了大量的研究工作,目前这一问题基本解决了。复线桥赢得了世界的赞誉。我们重庆桥梁的总体规模不大,但特色很明显。世界上没有哪一座城市的桥梁和桥梁类型有这么多。我国的武汉、上海虽然也各有特点,武汉的汉江和长江两江上的特大桥梁也多至三十多座,但从建桥数量和类型来看,都是不及重庆的。重庆有四十多座,而且类型丰富、齐全。这是别的城市无法比的。
记:1996年您在万县(州)长江大桥综合技术研究中,听说您为了取得第一手资料,不顾60多岁高龄,腰系绳索,手脚并用,足足用了50分钟,一步一步从大桥拱底爬向拱顶。您的科研工作对建桥技术作出了卓越贡献,获得了国家科技进步一等奖。请您谈谈万县(州)长江大桥包括后来您主持研究的巫山长江大桥几大关键技术?
顾:说起万县长江大桥,它获得了国家科技进步一等奖,我
重庆万县长江大桥有幸参加了它的研究工作。它有好几个关键技术,对我国拱桥的发展起了比较大的作用。我总结了这么两条:一是用劲性骨架技术来建特大跨度的拱桥。我们知道,万县(州)长江大桥是
400多米拱跨跨过长江,中间不能设支架(设支架后船就不能通行了—— 记者注)。它就用了劲性钢骨架拱。这个拱型钢骨架较轻,吊装和跨越长江比较方便。先修钢骨架,再在骨架外挂模板,再浇混凝土。混凝土的重量就由钢骨架来受。拱的受力由混凝土与钢骨架共同来承受。这就解决了不设支架就跨过长江的问题。它用的是钢管混凝土钢骨架。这大大增加了钢骨架的刚度,也增加了劲性骨架施工的安全度。另外一个技术是在设计计算方面。既然是用钢骨架来修桥,那么它的断面是一段一段来修的。开始是钢骨架,然后是钢管混凝土的骨架,然后才浇筑拱桥的底板、侧板、项板,它的断面不断地形成,它的受力也在不断地改变。这种不断变化的受力行为该怎样分析?怎么计算?
这是万县长江大桥设计上的难题。这部分工作由我们学校负责,涉及收缩徐变、分层浇筑、分层受力等方面的计算,我们全部都给予了完满的解决。说到巫山长江大桥,它的设计、施工技术研究也是我们学
校主持的。获得了重庆市的科技进步一等奖。最近我们正在申报国家科技进步奖。巫山长江大桥的问题:一是它的外面不包重庆巫山长江大桥混凝土,即是钢管混凝土,只有两根肋。怎么才能设计得合理?需要设计的优化。另一个问题是那么重的节段,如何吊上去?吊上去后如此大的管径(1.2米)如何填充混凝土?钢管混凝土的最大毛病就是不密实,混凝土在结硬过程中有收缩,一收缩就容易脱空。施工界就有一说法,钢管混凝土不脱空是不可能的。这是钢管混凝土拱的致命弱点。这么大的拱桥,我们不能让这个致命的弱点继续存在下去。这要从两方面加以研究:一是对高性能化学致密混凝土的研制,即是让混凝土自己能产生化学应力,自己能膨胀,充满所浇筑的空间,配合比怎么样?二是管内混凝土灌注工艺。每根管子需599方混凝土由拱底向拱顶连续浇灌,如何变得密实?这两大难题在巫山大桥的建设中全部得到了解决。从设计上我们达到了几大要求:一是受力均匀:二是上下弦杆用力平均:三是外型轮廓分明、美观。巫山大桥正好在巫峡上,与高山峡谷大江相配,显得雄伟壮观。这证明设计是很成功的。在施工上,也很成功。采用三节泵送的办法,平均12/J\时浇一个钢管。根据检测,基本没有脱空。总体质量较好。
记:我们知道,这两座大桥的设计研究,奠定了您在桥梁界的地位。请您谈谈这些关键技术对推动我国拱桥建设事业的发展起了怎样的作用。
顾:万县、巫山这两座大桥对推动我国钢管混凝土的发展起了重要推动作用。万县长江大桥于1997年通车,巫山长江大桥通车一年多,它的技术在很多特大桥上得到了应用。如四川宜宾的戎州金沙江大桥,湖北沪(上海)蓉(成都)西(安)高速小河特大桥,都应用了万县、巫山的设计施工经验。
记:您近年来在特大跨桥梁的非线性分析、空间分析、稳定分析和施工监控方面成就等身,在桥梁界产生了重大影响,获得了显著的社会效益和经济效益。您能给我们简略地谈谈这些研究领域对桥梁建设的影响在哪里?它们的社会效益和经济效益体现在哪些方面?
顾:你问的这个问题正是我校的强项。我们在理论上所解决的这些问题,对中国桥梁的建设技术起了重要作用。我国的桥梁建设越来越多,平均一年要建1000多座大桥和100多座特大桥,建桥速度、设计施工技术的进步在我国是前所未有的。我们的新建桥越来越多,设计、施工技术越来越进步,但是,桥的寿命却越来越短。这说明今后对桥梁的设计、施工都要向精细化方向发展。寿命短与设计、施工粗糙有关。我校搞的非线性分析、空间分析、稳定性分析和施工监控研究就是为精细化服务的。精细化就是为确保桥梁的工程质量,为提高桥梁耐久性所必需的。今后还要加大这方面的研究力度,实现桥梁设计、施工精细化。
记:您干了一辈子桥梁事业,取得了那么多的成就。今年已经70多岁了吧。听说您现在还在带领自己的研究生和学术梯队进行攻关。目前,您和您的团队正在哪些领域开展科研工作?将要达到怎样的目标?
顾:去年交通大学“申博”成功,我还要为学校带两届博士生。目前我们手里还有好几个课题:一是钢管混凝土拱桥设计、施工、养护成套技术的研究,是交通部西部交通科研项目,简称西部项目。是很大的一个项目,经费是400万元。目前已经完成了三分之二,还有三分之一工作量。二是组合式桥梁的研究。比如钢混组合,目前已有一个课题做成功了。永川到江津的二级公路上有一座大堰河中桥。结合该桥搞了一个波形钢腹板箱梁的课题。已经修建成功通车了。这次改进的腹板是波形钢梁,顶板和底板是混凝土。波形板的好处是能减小梁在纵向的约束,对预应力混凝土收缩徐变的约束影响小,减小收缩徐变的应力,改善箱梁的受力,减轻了重量,达到了经济和受力合理的目的。这个研究已经完成,大家评价还可以。我们想把它应用到跨度更大的连续刚构桥上来。
记:您在桥梁研究领域作了那么多贡献,社会也把桥梁界的最高荣誉加冕给您,请您谈谈获得“茅以升桥梁大奖”的感想。
顾:这次获得”茅以升桥梁大奖”,说明我的工作得到桥梁界承认,我感到很高兴。因为这一大奖两年评选一次,一次一到两人获奖。这既是鼓励也是鞭策,我国的桥梁事业有很多工作要做。虽然我国的桥梁建设号称达到了国际水平,但还有许多问题需要我们去解决。我们肩上的责任还很重。
记:最后,请您对《重庆建筑》杂志和重庆的桥梁建设者说几句勉励的话吧。
顾:目前,重庆赶上了桥梁建设史上最好的季节。王鸿举市长在接受新闻界采访时说:今年有五座特大桥同时开工,是难得的,是历史上最大的建桥时机。所以,我想对我们《重庆建筑》的广大读者说几句话:桥梁界要抓住历史机遇,发扬创新精神,实干精神,建造更多世界级的桥梁,为中国甚至世界做出我们应有的贡献。
记:谢谢顾先生在百忙中接受我们的访问。