近日，澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者跟隨設(shè)計(jì)單位中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司一同探訪建設(shè)中的南京長(zhǎng)江五橋，了解該橋背后的技術(shù)創(chuàng)新及影響。

　　落日下的南京長(zhǎng)江五橋

　　中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院

　　供圖

　　南京長(zhǎng)江第五大橋（下簡(jiǎn)稱(chēng)南京五橋）位于南京長(zhǎng)江三橋下游約5公里處，南京長(zhǎng)江大橋上游約13公里處。項(xiàng)目北起南京市浦口區(qū)五里橋，接江北大道，跨越長(zhǎng)江主航道后，經(jīng)梅子洲，下穿夾江，止于夾江南岸，接江山大街，全長(zhǎng)約10.3公里。其中，跨長(zhǎng)江大橋長(zhǎng)約4.4公里，夾江隧道長(zhǎng)約1.8公里，其余路段長(zhǎng)約4.1公里。

　　南京五橋全線采用雙向六車(chē)道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，路基和橋梁段設(shè)計(jì)速度100公里/小時(shí)，寬度30.5米。

　　南京五橋總設(shè)計(jì)師崔冰在接受澎湃新聞?dòng)浾卟稍L時(shí)介紹，南京五橋是一座三塔兩主跨中央雙索面輕型鋼混組合結(jié)構(gòu)斜拉橋，主跨跨徑600米，兩主跨可為往來(lái)船舶提供多孔、多線通航條件，“既溝通了南北（公路），也不阻礙東西（水路）。”

　　南京長(zhǎng)江五橋溝通南北和東西

　　世界首座輕型鋼混組合結(jié)構(gòu)斜拉橋

　　南京五橋是世界首座輕型鋼混組合結(jié)構(gòu)斜拉橋。

　　首次創(chuàng)新采用了鋼殼-混凝土組合結(jié)構(gòu)索塔 澎湃新聞?dòng)浾?姚曉嵐 圖

　　據(jù)崔冰介紹，南京五橋在世界上首次創(chuàng)新采用了鋼殼-混凝土組合結(jié)構(gòu)索塔，將混凝土包裹在鋼殼內(nèi)部，首先減小了混凝土在大氣中劣化的可能性。同時(shí)，鋼殼與混凝土塔柱作為整體共同參與受力，承載力高、抗震性能優(yōu)越、景觀效果好，可有效提高索塔的結(jié)構(gòu)性能和長(zhǎng)期耐久性；且采用工廠化、裝配化的施工工藝，大部分鋼筋在工廠內(nèi)預(yù)穿并隨鋼殼整體吊裝裝配，現(xiàn)場(chǎng)僅需焊接鋼殼環(huán)縫、連接節(jié)段間鋼筋和澆筑混凝土，有效減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)強(qiáng)度及難度，提高工程質(zhì)量。據(jù)了解，采用這種結(jié)構(gòu)的索塔其造價(jià)和混凝土結(jié)構(gòu)索塔基本持平，低于全鋼結(jié)構(gòu)索塔。

　　采用傳統(tǒng)施工工藝，建造一座175米的混凝土結(jié)構(gòu)索塔需要模板工、鋼筋工、混凝土工等多工種作業(yè)人員約80~100人高強(qiáng)度作業(yè)10~11個(gè)月才能完成；而在南京五橋，索塔建造中近80%的工作量是在工廠內(nèi)利用機(jī)械設(shè)備制作完成，橋位現(xiàn)場(chǎng)僅需要吊裝工廠制作的附筋鋼殼節(jié)段、連接并澆筑混凝土，因此40個(gè)不同工種的作業(yè)工人在7~8個(gè)月的時(shí)間可同時(shí)完成兩座175米的鋼殼-混凝土組合索塔。

　　此外，伴隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越關(guān)注，建筑原材料的限制性開(kāi)采和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響也制約了大批量合格建筑材料的獲取，有效勞動(dòng)力的不足和勞動(dòng)力成本增加使勞動(dòng)密集型施工工藝失去存在空間。因此，崔冰認(rèn)為，“輕型化高性能結(jié)構(gòu)、工業(yè)化產(chǎn)品制作、組裝化橋梁建造”將是橋梁建設(shè)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的必由之路。

　　對(duì)橋位區(qū)環(huán)境、生態(tài)的影響，在南京五橋的設(shè)計(jì)建造過(guò)程中受到格外關(guān)注，“五橋上下游正好是江豚的生活棲息地，在建橋時(shí)就必須考慮它們的生活，不能因?yàn)橐獪贤媳本陀绊懙剿鼈?，南京五橋的設(shè)計(jì)最大限度地減少了對(duì)江豚的影響，比如將行車(chē)過(guò)程中橋墩振動(dòng)所產(chǎn)生的對(duì)水體的影響減到最小。我們的工人在橋梁施工過(guò)程中經(jīng)常能看到江豚在水中嬉戲。”崔冰說(shuō)道。

　　橋面板高性能材料為自主研發(fā)

　　崔冰介紹，此次南京五橋主梁采用了一種新型高性能材料——粗骨料活性粉末混凝土，它具有高彈性模量、低總收縮、抗彎拉性能優(yōu)異等顯著特性，通過(guò)常規(guī)養(yǎng)護(hù)即可獲得材料應(yīng)有的結(jié)構(gòu)性能。將其應(yīng)用于鋼混組合梁橋面板，可有效降低橋面板板厚，實(shí)現(xiàn)主梁結(jié)構(gòu)輕型化，同時(shí)，使鋼混組合梁具備了在更大跨度的橋梁結(jié)構(gòu)中替代鋼箱梁的能力，為在大跨度橋梁中有效規(guī)避鋼箱梁正交異性鋼橋面板的疲勞開(kāi)裂及鋼橋面板鋪裝難題奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　崔冰表示，理論分析表明，14公分厚的粗骨料活性粉末混凝土橋面板具有優(yōu)良的承載能力，其各項(xiàng)指標(biāo)均不低于目前正在服役的大跨度鋼混組合梁橋的常規(guī)混凝土橋面板。出于首次使用和偏于安全的考慮，南京五橋鋼混組合梁橋面板厚度采用17公分，其結(jié)構(gòu)自重較同等規(guī)模的現(xiàn)役鋼混組合梁減小近30%。

　　建造中的南京長(zhǎng)江五橋 公規(guī)院供圖

　　值得一提的是，在南京五橋建造過(guò)程中，針對(duì)粗骨料活性粉末混凝土特性，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了自動(dòng)化數(shù)控生產(chǎn)線和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模具，用于橋面板的大規(guī)模批量生產(chǎn)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的均勻可靠，同時(shí)使混凝土橋面板的精度達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)的精度標(biāo)準(zhǔn)。

　　崔冰介紹，此前的活性粉末混凝土是一種致密的砂漿體材料，亦具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性能，但由于養(yǎng)護(hù)工藝苛刻、造價(jià)高導(dǎo)致并未在橋梁主體受力結(jié)構(gòu)中得到大規(guī)模使用。此次使用的粗骨料活性粉末混凝土為自主研發(fā)，歷時(shí)近6年。在不大幅降低傳統(tǒng)活性粉末混凝土各項(xiàng)優(yōu)異性能的前提下，引入有效的骨架材料和低活性填充成分，使粗骨料活性粉末混凝土不僅具有更高的彈性模量，且總收縮值較原材料有效降低，同時(shí)仍具有良好的抗彎拉性能。粗骨料活性粉末混凝土造價(jià)相對(duì)較低，其養(yǎng)護(hù)工藝基本與普通混凝土材料相同，從而使其具備了大規(guī)模應(yīng)用的條件。

　　崔冰透露，此次南京五橋所應(yīng)用的橋面板僅就研發(fā)材料就申請(qǐng)了4項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，若再加上施工工藝大則有8項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利正在申請(qǐng)。

　　中國(guó)已躋身世界橋梁強(qiáng)國(guó)之列

　　1989年于同濟(jì)大學(xué)橋梁工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)，崔冰到今年工作已有三十年。除主持設(shè)計(jì)南京二橋南汊跨江主橋、南京三橋、南京四橋、南京五橋，安徽望東長(zhǎng)江大橋和浙江舟山境內(nèi)的秀山跨海大橋外，還參與了銅陵長(zhǎng)江大橋等多座大橋的設(shè)計(jì)。

　　問(wèn)及參與設(shè)計(jì)的大橋總數(shù)，崔冰坦言，“我在同一時(shí)間段只專(zhuān)心于一座大型橋梁工程，不會(huì)再去參與其他的項(xiàng)目。一座大型橋梁工程前后做下來(lái)總要四五年，所以我設(shè)計(jì)的大橋主要主要分布于長(zhǎng)江下游。”

　　南京長(zhǎng)江五橋總設(shè)計(jì)師崔冰 澎湃新聞?dòng)浾?鄭朝淵 圖

　　崔冰回憶，在自己工作的30年時(shí)間里，大概有一半的時(shí)間在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，這也幫助自己加深了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝和設(shè)備的深刻認(rèn)識(shí)和理解，奠定了自己對(duì)大橋結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的認(rèn)知和關(guān)鍵部位的把握，從而更好地做好工程設(shè)計(jì)。通過(guò)一座座橋梁的設(shè)計(jì)、建造及使用過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，也為后續(xù)設(shè)計(jì)更完美的橋梁奠定了基礎(chǔ)。

　　崔冰表示，我國(guó)從原先的橋梁大國(guó)，到目前躋身橋梁強(qiáng)國(guó)，首先得益于國(guó)家的富強(qiáng)穩(wěn)定和高速發(fā)展，其次是幾代橋梁人對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的不懈追求和對(duì)建造技術(shù)的總結(jié)和積累，逐漸擁有了外國(guó)人不曾有的技術(shù)，從而站在了強(qiáng)國(guó)之列。

　　重返南京，站在自己曾經(jīng)設(shè)計(jì)的大橋上，崔冰感慨良多，“走在這些橋上的時(shí)候，我首先關(guān)心的是它的耐久性怎么樣，現(xiàn)在橋的狀態(tài)是怎么樣的；其次才會(huì)想到那個(gè)時(shí)候的意氣風(fēng)發(fā)。無(wú)論走在我參與建造的哪一座橋上，我首先考慮的還是當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)思路和建造工藝在今天來(lái)看耐久性如何？功能性如何？后期維養(yǎng)是不是由于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)和工藝而增加了投入？這些問(wèn)題都會(huì)促使我在下一座橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去考慮如何規(guī)避和優(yōu)化。”

　　“我一直是很幸運(yùn)的，我到目前為止干的始終都是我喜歡做的事情。一個(gè)人大部分時(shí)間能夠干自己喜歡干的事情，我認(rèn)為也是不容易的。”崔冰笑著說(shuō)道。

　　崔冰表示，作為一個(gè)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)的過(guò)程首先是綜合考慮各種建設(shè)條件，對(duì)結(jié)構(gòu)物如何取舍、相互妥協(xié)的過(guò)程；其次是如何規(guī)避或者優(yōu)化此前在橋梁建設(shè)和使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和不足；第三是要研究如何使大橋結(jié)構(gòu)更與時(shí)俱進(jìn)。“在這個(gè)過(guò)程中，你可能會(huì)做一些與以往不同的東西，我們現(xiàn)在稱(chēng)之為創(chuàng)新，但我認(rèn)為，這只是工程師做了他應(yīng)做的事。”

　　大橋的傳承

　　值得注意的是，南京二橋、三橋、四橋和五橋都由中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)并參與建造。

　　董萌是南京四橋的主要設(shè)計(jì)者，同時(shí)也參與了三橋的設(shè)計(jì)工作。

　　在他看來(lái)，南京四座橋的建設(shè)有三方面的傳承：

　　一是人的傳承。在四座橋的建設(shè)中，培養(yǎng)出了一代又一代的杰出橋梁設(shè)計(jì)師，后來(lái)在各自的工作崗位上都做出了突出成績(jī)。

　　二是創(chuàng)新精神的傳承。“我覺(jué)得這種創(chuàng)新精神在每一座橋的設(shè)計(jì)上都有體現(xiàn)，也是我們勇往直前，把橋梁技術(shù)和橋梁發(fā)展帶向更高高度的一種體現(xiàn)。”

　　三是設(shè)計(jì)理念的傳承，即人與自然的和諧。他介紹，從二橋到五橋，每一座橋都獨(dú)具特色，一橋一景，實(shí)際上這是最大限度地與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)。此外，依據(jù)建設(shè)條件因地制宜地選擇最合適的結(jié)構(gòu)方案，這是設(shè)計(jì)作品最大程度的和諧。

　　董萌告訴澎湃新聞?dòng)浾撸谀暇┙虻臅r(shí)期，他經(jīng)歷了個(gè)人從青年時(shí)期到中年時(shí)期，“實(shí)際上是一種獲得感，當(dāng)你踏踏實(shí)實(shí)從前到后把兩座橋真正做下來(lái)，會(huì)發(fā)現(xiàn)步入中年后變得更加淡定從容，因?yàn)槟阌辛朔e累。”

　　南京五橋主要設(shè)計(jì)者魏樂(lè)永，除南京五橋外，和崔冰也曾共事建造望東長(zhǎng)江大橋。他感嘆道，中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院的工程師都傳承了精益求精、不斷求索的工匠精神，南京五橋和望東長(zhǎng)江大橋跨徑和結(jié)構(gòu)類(lèi)似，但南京五橋在望東長(zhǎng)江大橋基礎(chǔ)上，做出了非常大的突破和創(chuàng)新，把上一個(gè)項(xiàng)目碰到的技術(shù)問(wèn)題加以有效解決，正是這種突破自我、勇于創(chuàng)新的精神才推動(dòng)著整個(gè)橋梁建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展。

　　崔冰也表示，使用輕型鋼混組合結(jié)構(gòu)斜拉橋作為南京五橋的方案是世界首創(chuàng)，但也是從南京二橋、南京三橋以及其它橋梁建設(shè)中逐步積累、傳承而來(lái)，是在不斷總結(jié)以往的教訓(xùn)和不足的基礎(chǔ)上慢慢發(fā)展起來(lái)的。

　　他表示，20年前做南京二橋，當(dāng)時(shí)該橋?yàn)槲覈?guó)首座全焊鋼箱梁斜拉橋，后來(lái)的南京三橋采用鋼塔結(jié)構(gòu)和創(chuàng)造性的深水基礎(chǔ)建造理論和工藝，只用了短短26個(gè)月便建成通車(chē)，“隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)橋梁建設(shè)，包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要求越來(lái)越不一樣，這種變化也促使我們思考怎樣更好適應(yīng)社會(huì)發(fā)展要求。”

　　除此之外，我國(guó)知名橋梁專(zhuān)家、中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院老一代橋梁人曾憲武也與南京二橋有著密不可分的關(guān)系。他有著雙重身份，一則他是南京人，二則他正是南京二橋的總設(shè)計(jì)師。他表示，南京二橋建成至南京五橋建成，前后經(jīng)歷20年，“這20年，正值我國(guó)橋梁建設(shè)處于快速發(fā)展階段，這期間中國(guó)的橋梁工程師宵衣旰食、夙興夜寐，懷揣拳拳赤子之心，用一座座宏偉的橋梁工程推動(dòng)了我國(guó)由橋梁大國(guó)大踏步邁進(jìn)橋梁強(qiáng)國(guó)，‘中國(guó)橋’無(wú)疑已經(jīng)成為當(dāng)今我們引以為傲的國(guó)家名片。”

　　曾憲武表示，南京四座長(zhǎng)江大橋均位于長(zhǎng)江下游水面寬闊，水深流急河段，主橋跨度均大于600米，設(shè)計(jì)施工難度很大。其中，南京二橋的深水基礎(chǔ)、平行倒Y形索塔、斜拉橋首次采用大跨度扁平鋼箱梁，超長(zhǎng)拉索及防風(fēng)雨振設(shè)施以及環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝等取得了重大突破和創(chuàng)新，建成時(shí)為中國(guó)第一、世界第三位大跨度斜拉橋，為我國(guó)大跨度斜拉橋建設(shè)，提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒；南京三橋在國(guó)內(nèi)首次釆用曲線型鋼塔和創(chuàng)新的深水基礎(chǔ)，南京二橋、南京三橋均榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；南京四橋?yàn)榍滓陨蠎宜鳂?，具有?chuàng)新的結(jié)構(gòu)體系、錨碇結(jié)構(gòu)和主纜防腐系統(tǒng)；南京五橋主梁創(chuàng)新釆用輕型鋼混組合梁和鋼殼混凝土組合索塔。每座橋均根據(jù)各自特點(diǎn)，均有重大突破和創(chuàng)新，為我國(guó)大跨度橋梁建設(shè)譜寫(xiě)了光輝的篇章。

　　明年底建成通車(chē)

　　探訪當(dāng)天，南京五橋在進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)架設(shè)的作業(yè)。魏樂(lè)永告訴澎湃新聞?dòng)浾?，南京五橋作為一個(gè)三塔斜拉橋，建設(shè)主要分為四個(gè)步驟，基礎(chǔ)施工、橋墩橋塔施工、上部結(jié)構(gòu)架設(shè)、合龍后的橋面鋪裝和交安設(shè)施施工。目前每座塔已掛到第5對(duì)索，總共每座塔需要20對(duì)索。預(yù)計(jì)2020年上半年全橋能夠?qū)崿F(xiàn)合龍，2020年底將建成具備通車(chē)條件。

　　探訪當(dāng)天南京長(zhǎng)江五橋北塔在吊梁施工 澎湃新聞?dòng)浾?鄭朝淵 圖

　　談及南京五橋建成通車(chē)后所帶來(lái)的影響，崔冰列舉稱(chēng)，南京二橋一年的交通量在3800多萬(wàn)輛，日交通量大概在8萬(wàn)輛；南京三橋一年的交通量大概在1300萬(wàn)輛，日交通量接近4萬(wàn)輛；南京四橋一年的交通量大概在1300萬(wàn)，日交通量近4萬(wàn)輛；都是在迅速增長(zhǎng)?；剡^(guò)頭來(lái)看南京五橋，南京五橋是連接江北新區(qū)和南京市核心地帶的主要通道，它的建成可以大大緩解其他通道的擁堵情況，為江南江北人們的通行帶來(lái)很大便利。

　　南京市公共工程建設(shè)中心主任武煥陵在接受澎湃新聞?dòng)浾卟稍L時(shí)表示，隨著南京城市區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，感到過(guò)江通道明顯不足。比較明顯的案例是，在1992年建造南京二橋時(shí)，當(dāng)時(shí)南京只有一座長(zhǎng)江大橋，那時(shí)候大橋的交通量只有2萬(wàn)多，當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)到2001年南京二橋通車(chē)后有7萬(wàn)多的交通量。今年3月做的實(shí)地調(diào)查顯示，南京區(qū)域過(guò)江的交通量已經(jīng)達(dá)到38萬(wàn)，20多年時(shí)間里交通量的增長(zhǎng)翻了幾十倍。尤其是2015年南京江北新區(qū)獲批后，未來(lái)遠(yuǎn)景預(yù)計(jì)江北地區(qū)總?cè)丝趯⒔?00萬(wàn)-400萬(wàn)，因此城市發(fā)展和交通出行對(duì)過(guò)江通道的需求會(huì)不斷增長(zhǎng)。

　　“我們預(yù)測(cè)到2035年南京區(qū)域過(guò)江通道的交通量將達(dá)76萬(wàn)，到2040年將達(dá)到85萬(wàn)輛。”

　　他透露，現(xiàn)有南京過(guò)江通道規(guī)劃又進(jìn)行了修編，已經(jīng)獲批的過(guò)江通道規(guī)劃23處25條，其中南京長(zhǎng)江大橋?yàn)?處2條（公鐵兩用），京滬高鐵大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋1處2條（高鐵與軌道交通并線），有14條為道路過(guò)江通道，專(zhuān)門(mén)走汽車(chē)。這14條在2035年前必須建完，屆時(shí)將基本和預(yù)測(cè)的76萬(wàn)輛交通量匹配。

　　南京一城四橋

　　對(duì)于大橋?qū)^(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的助力，武煥陵認(rèn)為是不言而喻的。他以南京三橋?yàn)槔?，南江三橋的?duì)岸為江北新區(qū)，在造橋時(shí)對(duì)岸的房?jī)r(jià)為每平米1500-3000元，三橋建成通車(chē)后一直穩(wěn)定在每平米8000-10000元。談及南京五橋，武煥陵表示，“現(xiàn)在房地產(chǎn)商打廣告，五橋的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都馬上公布出來(lái)，這就是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)縮影。”

　　在武煥陵看來(lái)，大橋解決了人們的出行，通車(chē)后江南、江北從地理上來(lái)講將沒(méi)什么區(qū)別。加上位于江北新區(qū)的江蘇自貿(mào)區(qū)南京片區(qū)正式獲批后，目前江北新區(qū)的發(fā)展勢(shì)頭非常好，“更顯得過(guò)江通道建設(shè)的迫切。”

　　談及親歷的南京大橋建設(shè)，武煥陵很有感觸。從南京最早上世紀(jì)90年代初醞釀做過(guò)江通道（南京長(zhǎng)江大橋除外）開(kāi)始，他就一直在這個(gè)團(tuán)隊(duì)。作為南京過(guò)江通道建設(shè)的親歷者，武煥陵表示，自己也同樣見(jiàn)證了中國(guó)在大跨徑橋梁建設(shè)方面的發(fā)展歷程。“南京二橋時(shí)期，當(dāng)時(shí)使用的是進(jìn)口的鋼材、結(jié)構(gòu)材料、架橋設(shè)備、瀝青等；到了南京三橋時(shí)期，鋼材結(jié)構(gòu)等主要建設(shè)材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，包括架橋機(jī)、橋面吊機(jī)都是中國(guó)自主研發(fā)；再到南京四橋，基本上已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。”

　　不過(guò)他也坦言，目前在建設(shè)大跨徑橋梁方面，由于起步較晚，很多核心技術(shù)中國(guó)和國(guó)外還是有一些差距，比如設(shè)計(jì)軟件是國(guó)外的，橋梁相關(guān)的規(guī)范和工程管理標(biāo)準(zhǔn)也是沿用國(guó)外，這些都亟待日后趕上。