碧水飞虹 通途通途(科教人物坊)
天峨龙滩特大桥位于广西河池市天峨县龙滩大坝上游六公里处,由郑皆连主持建造。该桥全长近两千五百米,此中主桥为计算跨径六百米的上承式劲性骨架混凝土拱桥,建成后将刷新拱桥跨径世界纪录。图为建立中的天峨龙滩特大桥。(摄于二〇二三年三月)
近日,郑皆连赶赴天峨龙滩特大桥建立现场,爬上拱肋施工便道,查看和批示施工功课。本文配图由广西大学供给
面前的那位白叟,眉发斑白,双目炯炯有神,一口浓重的四川口音听起来中气十足。一提起拱桥,他话匣子就翻开了:大桥的名称、跨径的长度、建立中的难点甚至开工和完成的时间……白叟对曾主持建立的桥梁如数家珍,各类数据信手拈来,很难看出他已82岁高龄。
他喊郑皆连,是广西首位中国工程院院士、广西大学传授、享有盛誉的桥梁工程专家。从青丝到华发,他躬身桥梁事业50多年,初创多项拱桥设想与施工的关键手艺,他主持建立的拱桥不竭刷新世界纪录,为中国大跨拱桥建造关键手艺引领世界做出了严重奉献。
“我做了三手预备,必然要胜利”
1941年,郑皆连出生于四川内江的一个农人家庭。1965年,大学结业的郑皆连被分配到广西百色公路总段工做。从此,他便在那片地盘上扎下了根。
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广西山多水多,河流密布,其时的交通根底设备较为落后,河流上架设的多为木桥,一到汛期,常被冲垮,交通就陷进瘫痪。
如何把暂时性的木桥替代成永久性的桥梁?郑皆连不竭揣摩那个问题。其时,国度鼎力妥帖双曲拱桥手艺,其安拆便利、用料节约,是其时建立经费非常严重的广西迫切所需。但是,那个手艺也存在短板——拱桥的传统施工办法是搭建收架建造,有的处所水深流急,可能搭不起收架或搭架成本十分高,建造过程中一旦河流涨水,湍急的水流随便将收架冲走,招致施工中断。
1968岁首年月,交通部在江苏无锡召开会议,把“双曲拱桥无收架施工”列为重点科研项目,召集部门省份的桥梁工做者开展试点研究。郑皆连参与了此次会议,遭到很大触动。
回来后,郑皆连把原收架施工的广西灵山三里江大桥设想计划改为无收架施工计划,并主持施工。没有尝试平台,郑皆连靠手绘图和计算,征服艰辛前提,停止不懈地摸索和手艺攻关。颠末深图远虑和频频计算,他揣摩出一套行之有效的无收架施工办法——通过拱肋分段预造、缆索起重机吊运、钢丝绳扣挂、滑轮组减力、手摇绞车收放、松索合龙等,把传统的桥梁下方收架支持改变为上方悬吊。
“科研能够有无数次失败,但是桥梁工程是不容许失败的。”郑皆连说,为了确保满有把握,他对每个细节都做了频频琢磨,“其时我做了三手预备,必然要胜利。”
1968年10月,跨径46米的三里江大桥顺利建成,那是我国第一座无收架施工双曲拱桥,完毕了千百年来修拱桥必需搭收架的汗青,无收架施工也成为传统拱桥和现代拱桥的分水岭。
三里江大桥建成后,全国多个省区的桥梁专家前来参看,双曲拱桥无收架施工手艺在全国敏捷妥帖开来,仅广西用那种办法修建的双曲拱桥就达上万延米。
“老是建拱桥,不知不觉就上瘾了”
双曲拱桥施工便利,它把拱圈化整为零,最初再拼成一个完全的拱圈。但因为毗连部位多,随便开裂。发现那个局限性后,郑皆连又埋头研究新的工艺。
1976年,郑皆连吸收了福建闽清大桥建立的胜利体味并斗胆加以改进,胜利地设想了跨径组合为90+105+90米、重量轻、经济美看的宾客红水河大桥。那是广西第一座无收架施工的箱型拱桥,也是其时全国同类型桥梁中规模更大的钢筋混凝土箱型拱桥。
与此同时,郑皆连操纵申请到的几次上机时机,在其时广西独一的一台计算机上编出了拱桥静力计算法式。宾客红水河大桥的胜利建造让钢筋混凝土箱型拱桥的工艺逐步走向原则化。
“宾客红水河大桥做得十分胜利,被人称为‘母桥’。”郑皆连说。在之后的十几年里,广西摘用不异计算软件设想、类似构造及类似施工办法,接连胜利建立了几十座箱型拱桥,占到其时广西公路大桥总数的70%。
现代桥梁有4种根本桥型:拱桥、斜拉桥、梁桥、悬索桥,郑皆连为何对拱桥情有独钟?
“那4种桥型中,拱桥的汗青最为悠久。”郑皆连介绍,中国的赵州桥建立于1400多年前,被认为是世界上第一座敞肩拱石拱桥。至今,赵州桥仍屹立在河北赵县的洨河上。
“拱桥寿命为何如斯长?那是它受力合理的成果。”郑皆连说,它把承担的垂曲力主动转化为拱圈轴向压力,承载才能强、刚度大、耐久性好。与此同时,拱桥对地基要求高,广西属于典型的喀斯特意貌,岩石普及裸露或埋得不深,如许的地量特征很合适修建拱桥。
“相较其他桥型,拱桥造价较低、耐久、美看,关于经济相对欠兴旺的广西而言,能实现‘花起码的钱、办更大的事’,所以广西合适开展拱桥。”郑皆连说,“老是建拱桥,不知不觉就上瘾了,当然我也主持修建过其他桥型,但仍是以拱桥为主。”
在半个多世纪的桥梁建立生活生计中,郑皆连率领团队创造了多个“第一”:主持修建了广西第一条高速公路——桂柳高速;主持修建了其时世界更大跨径的钢管混凝土拱桥——跨径530米的四川合江长江一桥;批示修建了世界更大跨径的铁路钢管混凝土拱桥——跨径430米的拉林铁路雅鲁躲布江躲木特大桥……与获得多项打破相伴的是,郑皆连先后获3项国度科技朝上进步奖、茅以升科学手艺奖—桥梁大奖……他主持的大桥项目相继荣获国际桥梁大会更高奖——乔治·理查德森奖、中疆土木匠程詹天助奖、中国建立工程鲁班奖……2020年5月,郑皆连领衔的大跨拱桥关键手艺研究团队获全国立异抢先奖牌,是全国十收获奖团队中根本建立范畴独一获奖团队。
“花起码的钱,造更好的桥”
房子看高,桥梁看跨。桥梁的主跨长度,是权衡桥梁手艺程度和建立才能的重要标记。跨度越大,意味着响应的建立难度也越大。
2017年,根据广西交通开展规划,荔浦至玉林高速公路平南北互通毗连线要逾越浔江修建平南三桥。初步设想时,根据桥位地形、通航、行洪等要求,经频频论证,平南三桥主桥跨度须大于500米,可供抉择的桥型只要斜拉桥、悬索桥和拱桥三种。
此中,500米级斜拉桥和悬索桥手艺较为成熟,施工风险小,但造价高,且后期庇护费用大。相较而言,拱桥造价低、刚度大、耐久性好且美看。“花起码的钱,造更好的桥”是郑皆连一贯的工做理念。颠末计算阐发和频频论证,他提出了建立钢管混凝土拱桥的计划,较最后设想院选举的计划节约投资8000多万元。
然而,在评审时,郑皆连的计划被否认了。有专家认为,建造拱桥风险太高,理由是桥址南岸是岩石地基,而桥址北岸拱座区域基岩上方别离笼盖18米至22米的粉量黏土以及15米至18米厚的卵石层,那种一岸为巩固基岩、另一岸是卵石层的地量前提,不契合传统拱桥的建造要求。
面临量疑,郑皆连立即开展论证:“固然拱桥的跨径超越其时世界上各类拱桥,存在必然风险,但完满是可控的。”他连夜手写了满满三页半的提纲,特地赴交通运输部报告请示,对钢管混凝土拱桥工程风险及造价风险可控的根据停止了详尽论述和阐发。
“有人说我是为了破世界纪录,所以主张修拱桥,认为造价是有意报低的,问我为什么都快80岁了,还要跟设想院和审查单元的定见相左。”郑皆连说,“我的答复是,平南县其时是个贫苦县,拱桥计划能节约几万万元,并且建成后的庇护费每年还比斜拉桥少100多万元,那类持久费用都要平南县买单。”
颠末勤奋,交通运输部、自治区交通运输厅批准了郑皆连的定见。彼时已76岁的郑皆连,主动请战出任平南三桥建立专家组组长,与参建各方共担风险。
建立平南三桥的过程中,郑皆连率领团队吃苦攻关,在国内初次把“圆形地连墙+卵石层注浆加固”计划胜利利用到拱桥建立中;运用斗极卫星定位系统、智能张拉等手艺,以力主动掌握取代刚度被动掌握,将200米高的塔架顶部偏位切确掌握在20毫米以内……最末,平南三桥建立历时28个月,提早15个月落成,建立过程中实现了零变乱、量量全优良。
2020年12月28日,跨径575米的平南三桥正式建成通车,一举超越主跨长552米的重庆朝天门长江大桥,刷新了世界拱桥跨径纪录。
更令人振奋的是,在平南三桥建立中,郑皆连领衔的研究团队“产学研”足够合成,全程走在设想、施工的前边,具有完全的中国常识产权,获受权9项国度创造专利;拱桥造价严厉掌握在预算价格内,比悬索桥节约8000多万元,比斜拉桥节约3000多万元,建成后的养护费用也比斜拉桥和悬索桥每年节约100多万元;拱桥刚度比悬索桥大10多倍,比斜拉桥大8倍多……
“平南三桥是我从业50多年以来最称心的一座桥。”郑皆连骄傲地说。美国工程院院士、中国工程院外籍院士邓文中曾如许评判:“平南三桥代表了现代钢管混凝土拱桥以至拱桥的更高建造程度,引领了拱桥手艺开展标的目的,为国际桥梁科技朝上进步、提拔世界列国交通根底设备建立程度奉献了中国伶俐。”
“后面要靠诸君勤奋了”
眼下,郑皆连正率领团队向着新的目标全力攻关:他主持修建的广西天峨龙滩特大桥一旦建成,可使混凝土拱桥跨径一次性增长155米,将刷新拱桥跨径世界纪录。天峨龙滩特大桥是广西南丹至天峨下老高速公路的掌握性工程,主桥是跨径为600米的上承式劲性骨架混凝土拱桥,该项目估量本年岁尾建成通车。
几十年来,全世界混凝土跨径拱桥每年跨径增长是1.5米,把混凝土拱桥跨径的世界纪录进步155米,相当于干了一百年的活。
郑皆连既是逃求卓著的科学各人,又是传道授业解惑的师者。2015年,74岁的郑皆连调进广西大学,他竭尽全力培育提拔更多中青年优良人才,助力桥梁事业的继续开展。
在广西大学,学生们经常能看到如许一道“光景”:一位眉发斑白、精神矍铄的白叟骑着一辆电动小三轮车往教学楼授课。
“那让我印象十分深入,也觉得十分有趣。”郑皆连的博士研究生李颢旭说,做为闻名桥梁专家,郑皆连却出人意表地抉择了如斯简单的出行体例,“每当看到他驾驶着小三轮车,面带浅笑地与各人打招唤,我城市感触感染到他平易近人的人格魅力,感佩他恬澹名利、逃求纯朴的生活立场。”
令人意想不到的还有一个细节——郑皆连的微信名喊“倔老头”。“那个名字充满了诙谐感和自嘲色彩,也形象地展示了教师在工做和学术上的勇敢和固执。”李颢旭说,无论是在科研工做中攻坚克难、逃求卓著,仍是在培育提拔年轻人才时严谨要求、详尽批示,那种强硬的操行为他博得了普遍的尊重和赞誉。
“第一次碰头时,教师就问我对桥梁研究能否有兴致。”郑皆连的博士研究生石拓说,“他说兴致是更好的教师,假设不热爱本身正在做的事,就很难把工作做好。”
“假设想把一生都献给科技事业,就应树立末身斗争的自信心,擅长发现需求,找准问题,然后锲而不舍地研究。”郑皆连语重心长地鼓舞年轻科技工做者,“科学研究需要不竭发现新问题、处理新问题,搞科研不克不及一蹴而就,也无法只凭灵光一现就把问题处理。”
“大量修拱桥就会碰着大量的问题亟待处理,就会产生大量的手艺立异。”郑皆连认为,桥梁专业是利用型专业,桥梁专业的师生应当在严重工程中承受磨练,进步才能,磨砺意志,“我已经80多岁了,后面要靠诸君勤奋了。”
在他年少时,广西群寡困难行走在简易的木桥上;在他古稀时,广西甚至全国的山河间,一道道飞虹已然让通途变通途。以郑皆连为代表的中国桥梁专家用半个多世纪的不懈勤奋,让越来越多的国人享受着便当的民生桥、幸福桥,让中国的拱桥事业在世界奏响动听的华彩乐章。(本报记者 王美华)
《 人民日报海外版 》( 2023年04月10日 第 09 版)
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