这是世界桥梁史上一个历史性的瞬间:2007年6月18日上午10点。联结“人间天堂”苏州与“中国近代第一城”南通的苏通大桥上,提前实现全线贯通。
世界跨径最大的斜拉桥合龙了。
这一刻,是中国从桥梁大国向桥梁强国跨越的重要一步;
这一刻,凝结着一代代中国桥梁建设者的集体智慧,是新中国桥梁建设50年的技术积累;
这一刻,长江之水在倾听,中国建桥人在“三个代表”重要思想和科学发展观指导下,向创新型国家迈进的坚实脚步声。
苏通人骄傲地告诉记者,他们的梦想不仅仅是通过依靠科学技术的集成应用,解决工程本身的技术难题,而且要从国家层面上定位,摈弃狭隘的本工程观念,把培育企业自主创新能力放到工程建设的重要位置,为我国桥梁技术的整体跨越、为资源与环境的可持续发展作出贡献。
正是因为有了“大工程观”这种新的理念,才使得苏通人攻克了一个个前所未有的技术难题。
一种信念:对中国制造要有信心
2006年上半年的一天。
宝山钢铁股份有限公司总经理艾宝俊,第一次亲自针对一个具体产品的研发问题召开会议,而公司前任董事长谢企华和其继任者徐乐江也多次对该产品的研发生产提出了明确的要求,究竟是什么单子引起宝钢高层如此关注呢?
时间定格到2005年8月17日。
这一天,苏通大桥建设指挥部与宝钢正式签订供货合同,苏通大桥斜拉索用钢将全部采用宝钢产品。做出这个抉择,需要的是对中国制造的信心以及准确的判断力和承担责任的勇气。
1999年,江阴长江大桥实现了我国悬索桥跨径首个千米跨越;5年后,这一悬索桥纪录就被主跨1490米的润扬长江大桥打破。中国桥梁建设成就举世瞩目。然而,他们都有一个遗憾,索缆———大桥生命线的制造者却仍被日本新日铁公司掌控。
中国的特大桥梁一定要用上中国自己生产的缆索!是中国几代建桥人的心愿。
在苏通大桥272根斜拉索中,有56根的长度打破了世界纪录,其中最长的4根为577米。这些巨大的拉索要承担大桥近5万吨钢箱梁的重量,还要承受大桥因风雨、汽车行驶等产生的震动。同时,苏通大桥要求斜拉索的寿命由通常的30年扩大到50年,因此,拉索钢丝必须达到7毫米粗、1770兆帕的强度级别,还要满足抗扭转、均匀等技术指标。
宝钢能够中标苏通大桥项目,有着指挥部的良苦用心。斜拉索的生产工艺大致可以概括为:把盘条拉成钢丝,再用钢丝制造成拉索。因此,在指挥部原来的招标方案中,盘条、钢丝和斜拉索制造是一个标。有意参与竞标的是宝钢与上海浦江缆索工程有限公司联合体以及日本新日铁与江苏法尔胜有限公司联合体。考虑到新日铁的盘条价格是中国产品的两倍,而上海浦江的厂房又不具备生产577米缆索的条件。指挥部最终决定,将一个标改为两个:盘条和钢丝生产是一个标,缆索生产为另一个标。这一重大改变无疑为宝钢中标创造了条件。
江苏省交通厅副厅长、苏通大桥建设现场总指挥游庆仲告诉记者,当时把这个标交给宝钢主要的考虑有以下几点:其一,也是最重要的,重大工程作为最宝贵的国家战略性资源,应为国内企业的自主创新搭建舞台,提供机会;其二,重大工程不允许失败,宝钢高层领导的重视和自信以及此前所开展的一系列攻关和成功实验,让指挥部在抉择时有了底气。
指挥部工程处副处长董学武如今还清晰地记得宝钢中标后,新日铁公司的代表留下的一句话:“宝钢的产品如果能成功运用到苏通大桥上,我们或许会永远失去中国特大型桥梁这个市场。”
然而,实验成功与批量生产之间还有着长长的一段路要走。尽管宝钢为此专门成立了由宝钢分公司、销售中心重大工程材料供应中心、二钢公司等单位组成的“宝钢桥梁缆索项目联合体”和技术攻关组,但批量产品的性能依然无法满足苏通的需要。工期不等人,要不要改用新日铁的产品成了摆在指挥部面前的一道难题。董学武说,2006年下半年,指挥部曾为此专门召开办公会,会议从晚上7点一直持续到深夜12点多,最终决定再给宝钢多一点技术空间和时间。
宝钢二钢公司副总经理张海东告诉记者,那一个月,攻关组的技术人员几乎连家都不回了;与指挥部之间的月报制度也改成了周报甚至日报。最终,宝钢终于找到了问题的症结,通过一系列重大革新,批量生产能力从最初的100吨/月达到了后来的1000多吨/月。
如今,宝钢具有自主知识产权的B82MnQL专用钢种,一举打破了日本企业的垄断。而7毫米1770兆帕更是填补了国内空白,其技术指标达到了世界先进水平。苏通大桥开辟了宝钢产品线的一个新领域。
董学武认为,这是社会主义能够集中力量办大事的一个充分体现,它开创了企业针对大型工程需要,进行产、学、研联合开发的新路径,它证明了大型工程要“对中国制造有信心”这一理念没有错。
类似宝钢这样的事情还有很多。苏通大桥原本设计的最长的一段钢箱梁长度为100米,重达3600吨。当时国产浮吊吊重只有1600吨。而租国外的浮吊,不仅需要花费两个多亿的天价租金,而且工期还要受制于人。指挥部经反复论证,修改了方案,将100米改成了60米。但即使如此,国内浮吊的起吊高度依然满足不了要求。于是,指挥部、施工方中交第二航务工程局有限公司以及上海振华港口机械股份公司联合攻关,终于按照工期生产出了满足工程需要的设备。而这次研发,为振华港机其后亚洲最大、填补我国装备业空白的4000吨全回转浮吊华天龙号的建造积累了经验。
站在苏通大桥上,抬头仰望在两个高高耸立的“人”字型塔柱旁、被苏通人称作“天伞”、“竖琴”、“云天秋千”、“并蒂莲花”的斜拉索,记者在想,这直入云霄的斜拉索,拉起的何止是一座物理意义上的桥梁,她拉起的分明是中国钢铁工业的核心竞争力,分明是中国人的民族自豪感,分明是中国人对自主创新的伟大信心。
正如时任科技部部长、中科院院士徐冠华在参观完苏通大桥后指出的那样:“苏通大桥建设过程中始终充满了对自己的国家、自己的民族和对自己的技术人员的信心。有没有自信心是一个非常重要的问题。没有对自己民族的信心、对自己技术人员的信心,很多事情就会知难而退,很多应当把握的机遇就不能把握住。只要我们有了这样的信心,我们的工作就有了基础,有了支撑。”
一种精神:勇于承担创新的责任
在去往苏通大桥建设工地的路途中,一块写着“创新是苏通大桥的历史使命”的标语牌因多年的风吹日晒,字迹已经多少有些斑驳,但依然显得醒目,透着坚定。而使命永远都是和责任如影随形的。
“在苏通,有没有观念上的冲突和交锋?”对于记者的这个问题,苏通人没有回避更没有粉饰,“有,这些年我们已经记不得开了多少次会,除了合龙前最后那次会,大家都没停止过争论。当然主要是关于技术方案的,属于真理越辩越明的范畴。但也的确存在观念上的不同,特别是在国家利益与集体利益、长远利益与当前利益不一致的时候。”
其实,在斜拉索的决策上就曾经有过不同的意见,指挥部决策时也承担了很大压力。不少人认为,用国产材料风险太大,何不多花点钱用新日铁的产品。之后,针对苏通大桥引入了丹麦科威公司、日本新日铁公司、香港茂盛公司等境外咨询公司的问题,又有过一场不小的争论。有人甚至说,中国人有自己建大桥的能力,花巨资让老外进来掺乎,是“卖国”行为。但指挥部认为,自主创新不等于闭门创新。在苏通之前,中国斜拉桥刚刚跻身600米级别,而法国的诺曼底大桥(856米)和日本的多多罗大桥(890米)早在上世纪90年代就进入了800米量级。科威公司就曾参与过诺曼底大桥的建设。一定要充分利用国际的先进经验,博采众长,善于站到巨人的肩膀上。由于指挥部的想法获得了交通部和江苏省政府的支持,反对的声音才偃旗息鼓。两次争论,前者关乎责任,后者涉及经济利益。
中交第二航务工程局有限公司苏通大桥项目部总经理刘先鹏说,做这么大的桥,除了技术,拼的就是设备。高扬程混凝土泵是桥塔施工离不开的设备,但有一台混凝土备用泵被厂家小心翼翼地送到工地,几个月后,桥塔已经巍峨耸立在了江面上,一次作用都没发挥过的泵又被厂家高高兴兴地拉走了。而这台从未使用过的设备是中国企业三一重工的骄傲。
桥塔施工分68个节段,每个节段约4.5米高,期间,设备必须把黏稠度很高的混凝土一节一节往上送,直到最高300多米,浇筑一个节段需要7到8个小时,一旦出现故障,质量就会出现不可挽回的缺陷。因此,必须保证有两台完好的设备,一台工作,一台备用。施工单位都知道,中国的混凝土泵的知名度与世界最好的“SEW”牌及法国的大象牌相距甚远,采用进口设备在计划之中。但刘先鹏不甘心,外国产品虽好,也从没有300米高塔、50号混凝土的成功先例,中国现在也有不错的产品,何不让咱们自己也试试?于是,他们“擅自”决定采购两台设备,一台国产设备和一台进口设备。
这事自然有不同意见,有人说这样不讲诚信,因为投标书上承诺都是进口的。也有人好心相劝,“担这么大的责任干什么,出了问题肯定要丢官受罚。”刘先鹏也拿不住了,他悄悄地向指挥部汇报,游庆仲指挥长当即说: “好!跟三一重工讲,如果他们有信心、有决心,就让中国的泵把混凝土送到世界最高桥塔上去。”
刘先鹏告诉记者:“三一重工深知苏通大桥在质量上的追求,我买一台,他们送来了两台,其中一台是备用的。在实际施工中,花260多万买来的进口设备也常出故障,90万的三一设备毛病不多,而且越来越少。当然,那台备用泵也就没派上过用场。”
刘先鹏因为这样的事被大伙儿“冤枉”过不止一回。引桥75米梁预制拼装需要用的架桥机是国内从来没有制造过的大型设备。最初,他们直接采购英国威胜利的,因为要价太高,刘先鹏又一次犯了“一根筋”,他决定由二航局整合国外咨询公司自行设计,并选择了北戴河通联路桥机械有限公司作为制造方。“我当时被反对的没办法。”刘先鹏说,这件事前后争论了半年的时间。之后,他在获得二航局总部的支持后,给指挥部打了报告。让他万万没想到的是,上午送去的报告,下午指挥部就批示同意了。架桥机的制造、施工过程刘先鹏也是加了十二分小心,20多个技术人员到厂里监造,之后,又亲自监督进行了吊装试验。“我们的架桥机好的很。我现在还记得游厅长说的话:‘我们中国人为什么不能依靠自己的力量生产设备,走向世界强国太需要机械设备行业的现代化作支撑了。’”
在苏通大桥建设过程中,二航局一共采购了3亿元的设备,其中除了1200万的桥面千斤顶和2800万的液压爬模设备是国外产品,全部是国产设备和自主研发设备。其中,液压爬模系统还有80%%是国产化的。“我给外国生产企业提的要求就是哪些在国内加工,哪些从国外进口。”刘先鹏说,买国产设备,节约了资金只是一个小的方面,更重要的是国内设备产业带动起来了。“我们是国家企业,有责任有义务带动行业的发展。挨骂甚至丢官我都不在乎,把官看得太重了,什么事就都不要做了。”
苏通大桥从1991年开始进行规划研究,2003年6月27日正式开工。整个建设过程正处于我国经济转型期,在工程领域,合同关系似乎是最重要的关系,说的更直接一点,经济利益成了衡量对错的最重要的砝码。但在苏通,目标是多元的,通过建桥获得企业利润只是多元目标中的一个,因此,新旧观念不可能没有冲突,而因为有了决策者勇挑重担、敢担责任的坚持,大工程观理念才在不断的冲突和争论中,润物细无声地贯穿到了整个苏通大桥的建设里。
一种追求:苏通的寿命要比一百年更长
在工地的日子,记者尝试着从各个角度观察苏通,感悟苏通。那高高的人字型桥塔,那宛如一道长虹,横卧在百舸争流的长江主航道72米上空的8.2公里长的桥面,那世界规模最大、入土最深的坚如磐石的群桩基础旁尽情嬉戏的鱼儿,无不透着建设者对耐久性和美的追求、对环境和自然的关爱。
我国著名桥梁专家、交通部专家委员会主任凤懋润对苏通的理念创新给予了很高评价。他认为,苏通大桥很好地兼顾了总体设计的科学合理性、工程结构的安全耐久性和社会效益的可持续性,体现了可持续发展的建设理念,对自然资源做到了最大程度地保护、最小程度地破坏和最强力度地恢复,而这些正是在桥梁建设中被长期忽视的问题。
“苏通大桥从来不是为了创新而创新,创新是为了解决建设中不得不面对的水文、气象、通航、地质等复杂条件所带来的种种挑战。实际上我们主观上并不想把跨径修到1088米这么长,去突破什么世界记录,这么做完全是为了满足长江通航的要求。有了这么长的跨径,按照合理的结构比例,自然就需要这么高的塔、这么长的拉索和这么深的基础。我们的目标是建一座与环境、生态、景观的统一协调、与自然环境、人文环境和谐一致、使用寿命超过百年的大桥。”苏通大桥总设计师、中交公路规划设计院有限公司董事长张喜刚说,这是他们在苏通大桥设计中始终坚持的理念。
任何产品都是既有“功能寿命”,又有“社会寿命”。如桥梁设计使用寿命为100年,即是指“功能寿命”为100年,但100年后还可以继续使用,就属于“社会寿命”期限了。然而,我国不少在“功能寿命”内的桥梁,投入使用后不久就会出现不同程度的返修维护现象,更不要说把有效服务年限延长到“社会寿命”了。这固然有运输市场不规范引起车辆超载,并导致桥梁结构破坏的原因,但不可否认,结构自身也存在着“先天不足”。苏通大桥的设计者们力图消灭这种“先天不足”。
张喜刚说,指挥部在工程建设初期就组织科研机构首先调研了国内外桥梁中已暴露的大量耐久性问题,分析了影响耐久性的破坏因素。选什么样的桥型、塔型,选什么配比的混凝土、什么材质的梁段等,都进行过充分的研究和比选,以保证桥梁的耐久使用,方便对易损部件进行维护。同时,他们还邀请了美学专业的知名教授给设计师们上课,使大桥既要体现人类跨越天堑的壮举,又能体现人与自然友好相处、和谐统一的理念。
据张喜刚介绍,他们在苏通大桥设计中,始终注重尽量减少资源的消耗。桥梁索塔基础通常的施工方案是先做钢管桩平台,再打钢护筒,然后进行钻孔灌注桩施工,施工完成后拆除钢管桩平台。后经过水上试桩和研究分析,他们充分尊重指挥部和施工方的意见,将设计方案改为直接采用工程钢护筒作为支撑桩搭设平台,节省钢材4千吨。基础防船撞方案原定为浮式钢结构,约需钢材1万吨。后经过深入研究,采用了防撞结构与承台钢吊箱相结合的方案,此举又节约了大量钢材。
苏通大桥的科学发展理念不仅体现在设计上,也体现在大桥建设的全过程。苏通大桥建设现场总工程师吴寿昌介绍说,苏通大桥在招标文件中就明确规定了各项环保指标,要求承包商承担对物种多样性特别是珍稀水生野生保护动物、水体水质以及周围环境保护的责任和义务。
跨江大桥共有1786根钻孔灌注桩,每个桥桩大约需要用700吨化学泥浆进行灌注循环。普通的化学泥浆都呈强碱性,也是所有桥梁工程建设中最大的污染源,一旦投放进长江将对水质和水下生物造成不可逆转的破坏。而苏通大桥采用的是PHP环保泥浆,并且在全国首次全面采用了“旋留泥浆筛分系统”技术,通过封闭循环系统使泥浆只在钢箱内循环,而不进入周围水体。对于每一根桩打入水中会产生的1000多吨渣土,则通过专用船运送到岸上的弃土坑处理,避免污染水质。而这只是建设者关爱环境行动的冰山一角。来自渔业部门的最新统计显示,与苏通大桥施工前比较,江水中的浮游动物、底栖动物、虾蟹、两栖爬行和水生哺乳动物种类和数量均呈上升趋势。
关于桥,我国著名的桥梁大师茅以升先生有一段通俗而精辟的论述:“桥是空中的道路。桥的所在地总是险要地方,形成陆上交通之咽喉。从一座桥的修建上,就可以看出当地工商业的荣枯和工艺水平。从全国各地的修桥历史更可看出一国政治、经济、科学、技术等各方面的情况。”
记者依循着大师的指引,解读着这座被美国《国家地理频道》称为无与伦比工程、令加拿大蒙特利尔市市长高呼“奇迹!太伟大了!”、让前任世界桥梁协会主席伊藤学慨叹“太美了”的大桥,深深感到,苏通人在“三个代表”和科学发展观伟大思想指引下所提出的大工程观理念,如灵魂般附着在大桥的每个角落,根植在每个建桥人的内心深处。
凤懋润说:“到2020年我们可以拍着胸脯说,我们是桥梁强国。”苏通大桥的建设实践证明,凤懋润的预言一定能够成真。