孫波
中華民族,一個從古至今不斷創(chuàng)造神奇的民族,歷史上勤勞勇敢的華夏兒女用雙手創(chuàng)造了萬里長城、京杭大運河、都江堰等聞名于世的偉大工程;如今中國的建設者們,正繼續(xù)書寫著歷史的傳奇:世界最高的綠色建筑———上海中心大廈、世界最長的跨海大橋———港珠澳大橋,世界最大單口徑射電望遠鏡機———“中國天眼”……從高鐵、橋梁、港口到各類基礎建設,從硬實力到軟實力,中國都在“彎道超車”,中國工法、中國智慧、中國速度一次次創(chuàng)造了時代的奇跡,展現(xiàn)了現(xiàn)代中國的時代風采。
中國工法 實現(xiàn)行業(yè)新高
超級工程的背后,是無數辛勤的勞動者無私的奉獻,他們用“工匠精神”創(chuàng)造了“中國工法”,用勞動托舉起了中國夢。
LNG船是在-163℃低溫下運輸液化氣的專用船舶,是一種“海上超級冷凍車”,被喻為世界造船業(yè)“皇冠上的明珠”,現(xiàn)只有美國、中國、日本、韓國和歐洲的少數幾個國家的13家船廠能夠建造。它的建成將承擔起上海市一半的天然氣供應。然而,在上海船塢建造過程中,工人們的一滴汗水都有可能成為它的致命威脅。
從最基本的一塊鋼板開始,LNG船就有精度標準,切割一塊17米的鋼板,精度必需控制在1.5毫米之內,相當于蓋6層樓房,墻體的垂直偏差不能超過1毫米。如果不這樣,之后的焊接質量得不到保證,將來容易造成泄露事故,這對LNG船來說是致命的。
常規(guī)鋼材在-163℃環(huán)境下,將變得脆弱而不堪一擊,而LNG船采用了特種鋼材,但這種鋼材對焊接提出了極大地挑戰(zhàn)。
在LNG船的貨艙絕緣層,需要鋪設殷瓦鋼,這種鋼板十分嬌貴,只要用手觸摸它,不久殷瓦鋼上就會留下銹點,因此殷瓦焊接,是世界上難度最高的焊接技術。艙頂焊接是貨艙內焊接最難的位置。參與建造LNG船艙頂焊接的焊工們表示,殷瓦件比較薄,只有0.7毫米厚,很容易燒壞,工藝十分麻煩,所以我們配戴羊皮吸汗手套工作。有時候需要左右手同時焊接,而這樣的“絕活”,需要長時間的反復練習才能掌握。
該船在建造過程中,采用分段建造方式,要求每一個細節(jié)甚至是小到螺絲釘的尺寸都要精確無誤,每一個分段工程上的疏忽都會給工程帶來不可估量的損失。從建造、組裝到運輸,超級LNG船的建造,創(chuàng)造了一系列超級的“中國工法”。
“中國工法”,不僅僅在超級LNG船的建造中體現(xiàn),被英國《衛(wèi)報》評為“新的世界七大奇跡”的港珠澳大橋工程,多項施工工藝和標準已達國際領先水平,創(chuàng)造了一系列“中國工法”。特別是分項工程九洲航道橋橋塔的安裝,采用整體豎轉提升方案,也屬國內首創(chuàng),填補了用提升支架整體提升、滑移滑道豎轉方式安裝上塔柱領域的一項國內空白。
在解決海上橋梁的耐久性問題上,科研人員創(chuàng)造性地提出“港珠澳模型”等防腐防震措施,系統(tǒng)地保障了港珠澳大橋的設計使用壽命達到120年,打破了國內通常的“百年慣例”。
中國智慧 實現(xiàn)科技突破
在中國西部,高山聳立,峽谷橫行,地勢險要至極。
不久前,四川雅西高速全線貫通,國內外專家學者公認為它是國內乃至全世界自然環(huán)境最惡劣、工程難度最大、科技含量最高的山區(qū)高速公路之一,被稱作“天梯高速”。
雅西高速需要穿越海拔3000多米,猶如高墻一樣阻隔的橫斷山區(qū)。在建造過程,其中有57公里要爬1500米的豎直距離,有一段4公里內要克服500米的高差,這意味著平均坡度將達到9%,對于滿載貨物的重型卡車來說,這是一個絕對危險的坡度值。
設計師必須發(fā)揮想象力,將坡度減少70%。
經過多項測量、研究,最終,設計師們借用了停車樓里螺旋線攀爬到樓上停車的思想,在這里設計了兩次螺旋線展線,通過螺旋爬升的方式克服了這個豎直高差的困難。
雅西高速的五大代表性控制性工程創(chuàng)造了多個國內外第一,其中干海子特大橋堪稱“云端上的高橋”。該橋在國內公路建設史上首創(chuàng)鋼管桁架連續(xù)梁輕型橋梁結構,減輕結構自重55%以上,減少樁基數量近一半,是適合高地震烈度山區(qū)復雜地形的橋型式,大橋長1811米,最高鋼管格構橋墩達117米,是世界第一座全鋼管混凝土桁架梁橋,其桁架梁長度和鋼管格構墩高度均為世界第一。
它的建成,實現(xiàn)了京昆高速四川境內全線貫通,成為了西南地區(qū)的主要通道,并節(jié)省了一半的行車時間,為四川經濟的又一次騰飛插上了翅膀。
從1988年,中國擁有第一條高速公路開始,在不到30年的時間里,中國高速公路里程爆發(fā)式增長到12萬公里,超過加拿大和美國,躍居世界第一。
同樣是在西南山區(qū),不久前在貴州山區(qū)的一塊洼地里,被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡,睜開了“雙眼”。
射電望遠鏡的“鍋蓋”越大越靈敏,500米的“超級天眼”究竟有多靈敏?科學家打了個比方,有人在月亮上用手機打電話,也逃不過它的“眼睛”。在精準性上,中國自主研發(fā)的超級“天眼”比美國阿雷西博望遠鏡綜合性能提高了10倍。
然而,超級工程的背后,有著超多的“未知”。在建設過程中,科研人員遇到了一系列前所未有的困難。
按照工程要求,“中國天眼”信號傳輸用的光纜要能在5年內抗6.6萬次拉伸、信號衰減小于0.1dB,而國家標準僅為1000次、0.2dB,并且國外的相關技術被封鎖。
“經過多次試驗,花費4年時間,最終用在‘天眼上的光纜可經受反復彎曲、卷繞和扭轉等機械性能和惡劣自然環(huán)境考驗,滿足了設計需求,但項目預算的研制經費只有300萬元。”500米口徑球面射電望遠鏡工程總工藝師王啟明說。
國家天文臺副臺長鄭曉年說,中國“天眼”采取了輕型索支撐饋源平臺方案,把饋源艙減重到30噸,覆蓋天頂角是美國望遠鏡的兩倍,并通過并聯(lián)機器人二級調整,最終在降低建造成本的同時,實現(xiàn)毫米級高精度定位。
從預研究到建成,中國的科技工作者克服了關鍵技術無先例可循、關鍵材料急需攻關、核心技術遭遇封鎖等困難,在射電望遠鏡口徑、靈敏度、分辨率、巡星速度等關鍵指標上全面超越國際先進水平。
中國速度 實現(xiàn)跨越發(fā)展
南京大勝關大橋,G254次高鐵,每天正點從這座橋上呼嘯而過。
時速300公里的列車通過大勝關的時間只有28秒,列車上的乘客不會知道,為了這28秒,中國的工程師們已經為此準備了多年。
該項目經理文武松介紹說:“大橋具有體量大、跨度大、荷載大、速度高‘三大一高的顯著特點,創(chuàng)造了四項‘世界第一,大橋隱身在水中的橋墩,一個的面積就相當于7個籃球場那么大,其混凝土總方量是南京長江一、二、三橋的總和。
南京大勝關長江大橋是京滬高鐵的控制性工程,在同類型橋梁當中,六線鐵路線處于同一個橋面上的,在國內這是第一座。出色的設計和建造工藝使得它獲得了包括喬治·理查德森大獎在內的國際國內重要的建設獎項。
橋梁在跨越天險上功不可沒,它極大地縮短了出行的時間成本,推動著社會的巨大變革,這一改變不僅僅在南京。
北京三元橋,高峰時1小時就有1.3萬輛車等待通行,由于長期的超負荷工作,整座橋的橋面需要更換。如果按正常方式封道維修需要2個月,這樣的話,會給北京市民帶來巨大的麻煩。橋梁工程師們計劃在極限時間內將舊橋梁完成更換,為此使用一個天才的方案。
2015年11月13日23時,三元橋換梁工程啟動。不到6個小時,拆除了1600多噸的中央舊梁。24個小時后,舊梁清理完畢。兩臺馱梁車舉起新梁,以每分鐘行走1米的速度移動60米。70分鐘后新梁就位,澆筑混凝土,攤鋪瀝青。11月15日18時,交通恢復。
43小時的背后,是150個日夜的精心準備,而周一上班的北京市民甚至沒有注意到舊橋已換新顏。
一座座橋梁,貫通阡陌鄉(xiāng)村,跨越天塹深海,工程建設者們用智慧與責任托起了“中國速度”。
大橋,長度不是唯一衡量標準。但長度,的確考驗著一個國家的工程技術、建筑功力乃至科技水準。港珠澳大橋擁有世界上最長的沉管海底隧道,它是世界上最具挑戰(zhàn)性的超級工程之一,建設以來,更有60多個國家的專家和團隊前來參觀。作為中國從橋梁大國走向橋梁強國的里程碑之作,港珠澳大橋被業(yè)界譽為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”。
中國著名橋梁專家譚國順表示為了保證使用壽命120年,港珠澳大橋建設幾乎用了世界最苛刻的標準,比方說平均長度130余米、直徑2.5米的深海樁基必須保證10cm以內的平面偏差和1/250以內的傾斜度,但凡對橋梁工程技術略有研究的人,都會為以上幾個數字而驚嘆:技術和質量要求太高啦!樁基施工伊始,建設者們即遭遇鋼管樁沉樁傾斜度不能大于1/250的挑戰(zhàn),遠超于1/100的行業(yè)標準,在國內橋梁外海施工中尚屬首次。
港珠澳大橋總長55公里,集橋、島、隧道于一體,包含22.9公里主體跨海橋梁,約6.7公里沉管海底隧道和鏈接隧道與橋梁的東西人工島,多項技術創(chuàng)下世界記錄,然而這項工程,僅用了四年多的時間。
從半個多世紀前,舉全國之力建一座武漢長江大橋,到現(xiàn)在一年建成數千座特大橋,全國橋梁總數超過100萬座,大跨徑橋梁居世界之首,“中國跨度”正見證著中國跨越。