中国桥梁建设60年：一条焊缝里的工业化进程

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2019年3月5日，航拍港珠澳大桥。资料图片/视觉中国

常荣五在南京长江大桥前留影。受访者供图

2019年3月8日，南京长江大桥。资料图片/视觉中国

【编者按】 高铁、高速路、铁道的路网完善中，桥梁是重要环节。京沪高铁公司董事长蔡庆华曾在采访中提及，京沪高铁全线有288座桥梁，桥梁比例占线路总长的80.5%。

1949年以来，中国的特大型桥梁建设大致经过三个时期。一是改革开放前，国内资源贫乏，技术和工业化水平低，造桥基本靠手工作业；二是改革开放后，特大型桥梁建设高速发展，中国逐步出现了上海杨浦大桥等在技术上位于世界前列的桥梁；三是新世纪之后，特大型桥梁从江河走向海洋，东海大桥、港珠澳大桥都将中国的造桥水平推向了新高度。

而众多桥梁背后，是社会工业化水平的全面提升。一方面，大型吊船设备、自动化和装备化工厂、材料科学及计算机科学等的成熟，都为桥梁规模变大、数量激增和精度提高带来了保障。另一方面，桥梁建设中用到的钢铁制造智能化加工设备、大型架桥设备等，也推进了修路等其他大型工程的发展。

港珠澳大桥通车后，总设计师孟凡超听着汽车“唰唰唰”地从桥面上开过，75毫米厚的沥青下钢结构连接得严丝合缝，“一点颠簸的声音都没有”。

这个细节，是这座世界最长跨海大桥区别于以往特大型桥梁的显著特征,意味着大桥建造精度达到了毫米级水平。孟凡超说，港珠澳大桥虽然要在伶仃洋中面对海水腐蚀、海浪拍打和台风侵袭，它仍将为其所连接的香港、珠海、澳门三地服务120年。

在交通部公路规划设计院前总工程师彭宝华看来，港珠澳大桥的建成并非一步登天，此前，中国已有数座桥梁成为世界第一。他在笔记本上抄录了一张表格——世界已建和在建的主跨长度前10名中，斜拉桥中国占有7席，悬索桥中国占6席，拱桥中国占7席。

这些桥梁中蕴藏着中国造桥技术的不断进步，小到研发一项焊接技术，大到建设一间数万平方米的自动化工厂。它们之中的每个环节，都在考验一个国家的工业化水平。

毫米级精度

当汽车沿着32米宽、6车道的港珠澳大桥开进伶仃洋时，桥面随着视线延伸至海平线，看不到尽头，往来穿梭的游客会想到新闻里对它的描述：它是全世界最长、建造难度最高的跨海大桥，拥有世界最深、最长的海底沉管隧道。

但作为港珠澳大桥的总设计师，中交公路规划设计院有限公司（下称“公规院”）副总经理孟凡超更为那些难以被看到的特征为傲：全长55公里的大桥上，桥面沥青与钢箱梁主体紧紧贴合，构成桥梁主体的钢箱梁之间接合平整，没有凸起和落差。这让路面变得一马平川，没有一处褶皱，司机和乘客不会感受到突如其来的颠簸——这种颠簸即使是在路面良好的高速公路上也偶有发生。

如果是雨天，这份平滑更为直观。桥面自中轴线至两侧有2%的倾斜角度，雨水落下后不作停留，直接滑进伶仃洋，桥面没有水坑，车辆驶过不会溅起大片水花。

孟凡超说，这是桥梁建设中“四化”的结果，即大型化、工厂化、标准化、装配化。相比以往的工人手工式建造，“四化”后的桥梁部件精度更高。

在之前的手工作业时代，桥梁所用的钢板焊接成形后从高温降到常温往往发生变形。为了保持钢板平整，工人要拿着火焰枪、戴着面罩，在高温日晒的环境下对零部件反复进行火工矫正，一直持续到桥面合龙。即便如此，桥面接口处还是会有小到几毫米、大至二三厘米的落差。汽车开上去，就会有颠簸感。

为了解决这个问题，港珠澳大桥招投标前，孟凡超就要求投标企业必须符合“四化”要求，钢结构生产过程不能使用工人手工作业，要实现自动化焊接。不少想要投标的企业提出了反对意见，甚至公规院内部也有不同声音。“他们说全中国的制造都达不到这个水平，你这叫贪大图洋，不符合中国国情。”

但反对的人不知道，孟凡超考虑更多的是安全。55公里的大桥建在伶仃洋上，一年有超过200天的6级大风，汽车和风浪会不断对桥上的细小瑕疵施压。“这就像不断弯折、拉直一根有瑕疵的铁丝，如果这个问题不解决，大桥120年的规划使用寿命会大大缩减。”孟凡超说。

河北省秦皇岛市中铁山桥集团有限公司（下称“中铁山桥”）一直想要参与港珠澳大桥的招投标。2010年收到招标要求后，他们将公司的焊接专家徐向军派往辽宁开原，与一家机械臂生产商接洽。

彼时，孟凡超要求的自动化焊接已在汽车制造等高造价、精细化的生产中应用，但不曾用到桥梁钢箱梁的生产中，所以没有符合要求的机械臂设备。为了调试出这样的设备，徐向军和同事在这家生产商的实验室中不断做焊接试验、调试设备参数、提出修改意见。徐向军记得，被他们拿来练手的小型钢板逐步变成中型桥梁建设，最后变成与实物相等的大型。这些钢板加起来有一千多片，合计45吨。

在生产厂家待了大半年，徐向军终于得到了符合钢板焊接标准的机械臂，中铁山桥也采购了11套自动化设备，每套设备上有两到三条机械臂。在新建成的厂房中，新招的几个计算机系毕业生在控制台输入指令，遥控这些动作精准的机械手臂。徐向军说，“以前是一人养一只羊，现在是一人放一群羊。”

一穷二白的自主建设

港珠澳大桥向北1450公里，是江苏省南京市。这里屹立着中国人第一座自主建设的特大型桥梁——南京长江大桥，全长4588米、跨江648米。

尽管建成通车半个世纪，大桥的桥头堡上还留有明显的时代特色：四座桥头堡顶各挂三面红旗，分别代表社会主义建设总路线、大跃进和人民公社，紧挨桥头堡的是工农兵雕塑，扬臂迈步，手握毛主席语录。

在南京长江大桥建成之前，6300公里的长江上只有一座武汉长江大桥，是上世纪50年代由苏联援建的。“上世纪60年代初，中苏交恶，苏联撤走对南京长江大桥的援助，国内又是‘文革’，生产建设一片混乱，我们太需要一个自主完成的大工程来振奋人心。”南京长江大桥设计组组长、78岁的常荣五说。

南京长江大桥的规划始于1956年，对于一穷二白的中国来说，当时各方面条件都艰难。常荣五记得，那时国内只有一台计算机，由北京的中科院计算所研制成功，为了处理大桥设计过程中的大量计算，国务院特批设计组使用。

计算机差不多有一台钢琴大小，上面几排按键，输入数字就能得到结果。“手工计算一两个月的数据，用计算机半小时就能完成。”常荣五说，计算结果不是存在硬盘中的数据，而是成打的纸卷，上面打满小孔。

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