蘇權科,港珠澳大橋總設計師,十三屆全國政協委員
改革開放后,國家大力投資基礎設施建設,使我國近幾十年的道橋數量超過過去幾千年的總和,各種結構型式應有盡有,我國橋梁技術突飛猛進,“中國橋梁”這張名片逐漸為世界所熟知。作為一名橋梁人,我見證了改革開放后中國橋梁奮起直追、迅猛發展的歷史,切身感受到了中國橋梁技術、品質的發展變化。近期,港珠澳大橋即將通車。這項備受世人矚目的世紀工程,凝聚了幾代中國橋梁人的智慧與心血,也匯集了國內外各領域最前沿的技術成果,可謂實現了幾代中國橋梁人的夢想。我很榮幸參與了從前期論證到建設的全過程,撫今追昔,感慨萬千。
港珠澳大橋(局部)
改革開放后,我國橋梁技術突飛猛進,“中國橋梁”這張名片逐漸為世界所熟知。即將全線通車的港珠澳大橋, 總長55公里,是迄今為止世界上最長的跨海大橋。這項世紀工程,無論是建設規劃、設計理念還是材料裝備,都具有世界一流水平。
“建一座好橋”:每一個中國橋梁人的情懷與夢想
歷史上,我國古代橋梁曾經取得過非常輝煌的成就,無論是技術水平還是藝術價值都令世人嘆為觀止。現代橋梁問世后,建一座像趙州橋那樣美觀并歷經一千多年不倒的高水平大橋,對于每一個中國橋梁人來說,都是畢生的追求與夢想。
近代,我國第一批真正現代意義上的通汽車的橋梁,比如鄭州的黃河大橋、天津的海河橋、上海的外白渡橋等,都是由外國的工程師、技術人員、施工單位用外國的材料建成的,中國人只能在里面“打打工”,根本接觸不到核心技術。直到1937年,茅以升先生主持建成了錢塘江大橋,這才是中國人自己組織建設的第一座雙層式公路、鐵路兩用橋。1955年,在蘇聯顧問的幫助下,中國人設計建造了武漢長江大橋,這是1949年后我們國家最早修建的大橋,但使用的主要材料是由蘇聯制造的。20世紀60年代,中國人自己設計建造了南京長江大橋,使用的主要材料都是我們自己研發的。但那時國家的實力相對薄弱,各個方面都跟不上,因而建造高品質大橋是非常艱難的。
六七十年代,由于物資短缺,只能用比較簡易的材料和設備來建橋。比如,鋼材緊缺就盡量想辦法減少鋼材的使用,甚至最極端的時候曾用竹子代替鋼筋。沒有先進的設備、沒有機械化生產,國家就號召民眾參與建設。我小時候在農村,記得那時各個生產隊都會征集一些農民去參加建設,給他們記工分,這樣國家可以省一些工錢。計劃經濟時代修水利工程、公路、大橋等都是這樣,國家出材料費、出技術人員,當地出勞力、出地材。記得小時候國家從村子里的每家每戶收大量碎石子拿去修橋、修公路,家里沒有勞力的,弄點石頭砸成要求的規格交上去,也給記工分。這一般都是我們小孩子做的事情。可想而知,這樣建造起來的橋梁多半壽命很短,質量不夠高。
改革開放初期,國家開展大規模建設,為了盡快解決發展的需要,中國橋梁的發展偏重于速度,此時建造的大橋雖然很多,但是技術比較落后,使用的材料也很差,有的大橋被詬病為“豆腐渣工程”“短命工程”。1987年,我到廣東省交通科學研究所工作。那個年代我們坐汽車去深圳等地要過好多渡口,汽車都堵在那里等著過輪渡,路非常不好走。為了盡快解決這一問題,當時速度很快地建了很多橋,但由于工藝粗糙,有的連十幾年壽命都達不到,只能拆了重建。
1990年,我擔任廣東省工程質量監督站副站長后,分管全省橋梁質量監督工作,實地檢查了很多橋。一次我到某地檢查橋梁工程質量,地方政府堅持要用當地生產的水泥,說要用自己的錢在當地建橋,不用自己生產的水泥沒辦法促進地方發展。我對他們說,不是不讓你們用,但國家有規定,水泥的質量要滿足相關規范要求。當地生產的水泥并沒有達到這個要求:不僅不同批次的水泥質量差別比較大,并且性能也參差不齊。正常來說,水泥的拌和要有一定的作用時間,要振搗、成型,做好后才能凝固,但當地的水泥還沒等做好就凝固了,工具還沒等拔出來就黏在里頭了。按理說做好之后過一天就可以拆模板,但有的水泥等了兩天模板一拆里頭還是軟的,直接就塌了下來。達不到標準的水泥拿來修橋,肯定會有安全隱患,所以我堅決不同意。
按照國家規定,混凝土至少應該拿滾筒式拌和機拌和好后再倒在路面上進行振搗。有一次,我半夜突擊檢查時看到,某地為了趕工程進度,直接把石頭砸了,連同水泥一起鋪到地面上,灑上水,工人拿著鋤頭手工拌和混凝土。這樣造出來的大橋,質量可想而知。
那些年,工程任務比較多,加上設計能力不夠強,為了盡快連通、解決交通問題,橋梁設計建設只能保證最基本的功能。比如只把橋的主體部分修起來,至于橋梁跟周邊路網的順接,以及人行道、護欄、管道、排水、通訊等方面都很少考慮,甚至沒辦法對橋進行擴展或檢查、維修:有的橋支座壞了想換掉,連放千斤頂的地方都沒有;有的橋沒有建維修用的通道,沒有辦法到達橋梁的內部,既檢查不了,也不能加固。至于其他優化功能,特別是美觀方面則更是沒有考慮過。
隨著我國經濟發展,業界提出加強對橋梁建筑的景觀設計。1996年,廈門海滄大橋第一次提出了景觀建設要求,我是這個項目的監理。這座橋是建在城市里的,如果太難看,廈門那么漂亮的城市不答應。于是,設計院從結構美觀方面提出了設想,業主又請來廈門大學的老師,從藝術角度對橋墩、橋塔等各種構件的造型加工進行指導。這樣,搞結構的專家與搞藝術的專家一同造出了我國公路橋中的第一架景觀橋梁。
盡管人們對于美的標準仁者見仁、智者見智,但具體到橋梁建筑,仍有一些基本規律可以遵循。比如在設計構件造型時,不能在不該拐彎的時候拐彎、不該粗的地方變粗,就像人一樣,要長得勻稱才好看,黃金分割法會讓比例更協調、線條更流暢。廈門海滄大橋的比例、線型、塔的造型、墩的造型等都很出色。比如橋墩,以前的大橋橋墩多是上下一樣粗,很臃腫,和橋梁不搭配,看起來不夠美觀。廈門海滄大橋的橋墩設計成了花瓶的形狀,上面伸開剛好當帽梁,底下兩根柱子,整體形狀像字母“π”一樣。這種橋墩很難做,但做好了以后非常漂亮,稱為花瓶型橋墩,又因為設計負責人是現代橋梁設計大師孟凡超,所以又叫“孟氏橋墩”。當時國內很少見到造型這么優美的橋梁,所以社會評價很高。后來,不論哪座城市建橋,都想要做美學方案、做造型。這座橋為新中國橋梁的景觀設計開創了先河。
進入新世紀以來,隨著技術的逐漸成熟以及綜合實力的增強,我們國家具備了建造高品質橋梁的基礎,中國橋梁人都有著切身的體會和認識——提高橋梁的壽命和綜合景觀價值的時候到了。這時,造一座能夠展現中國實力的好橋,把想解決的問題都通過這座橋予以解決,成為中國橋梁人最迫切的期盼。很快,機會來了——2004年3月,港珠澳大橋前期工作協調小組辦公室(以下簡稱前期辦)成立,全面啟動港珠澳大橋建設前期工作。
來之不易:曲折的立項之路
港珠澳大橋的立項是一個漫長的過程。早在1983年,香港企業家胡應湘便提出在伶仃洋上建一座大橋連接香港、珠海的設想。那時這座橋的名字擬叫“伶仃洋大橋”,選擇的線路與現在不同,是從香港的屯門建橋連接到珠海的內伶仃島再到淇澳島。珠海對這一設想的態度也很積極。以前深圳跟珠海都是同樣規模的小漁村,改革開放后,香港給珠江三角洲東岸的深圳、東莞等地的發展創造了很多有利條件。珠海位于珠江三角洲西岸,鄰近的澳門產業相對單一,兩者之間沒辦法像香港與深圳、東莞那樣形成前店后廠的模式,因此澳門對珠海經濟的輻射作用沒有那么大,隨著與深圳等地經濟發展差距的增大,珠海很著急。為了打通珠江西岸直通香港的通道、加快自身發展,1989年,珠海對外公布擬建伶仃洋大橋計劃,并提出了南北兩個方案:南線方案是在香港大嶼山與珠海、澳門之間的海域設人工島,由該島分兩路分別進入珠海和澳門,類似今天所說的Y型路線;北線方案是由珠海金鼎至淇澳島,跨過內伶仃島至香港屯門爛角咀。1989—1992年,珠海就伶仃洋大橋項目開展初步規劃和研究,并編制可行性報告。經過多年論證工作之后,1997年,伶仃洋大橋的立項報告得到了中央的批準,由廣東省來牽頭,正式成立了業主機構,蓋了一棟辦公樓,幾十個人入駐正式辦公。但是緊接著由于1998年亞洲金融危機爆發等種種原因,項目擱淺了。2003年,香港認為金融危機后自身缺乏經濟活力,希望能夠通過基礎設施建設來拉動新的經濟增長點,并且因自身腹地也已飽和,因此希望盡快建設港珠澳大橋,打造連接香港、澳門和珠海的跨海陸路通道。這一建議獲得了中央的支持。
自珠海提出修建伶仃洋大橋的設想起,我就一直在關注這個項目的進展,也一直想參與建這座橋。盡管此前我已參與建過兩座跨海大橋,但是長度有限,難度也不算大。而在伶仃洋上建起這樣一座大橋則不同。從虎門口到珠江出海口的伶仃洋有60多公里,上面沒有任何建筑,這里的地質情況、水文情況等,我們都不太清楚。并且這是“一國兩制”下粵港澳三地首次合作共建的超大型基礎設施項目,三地的政治制度、管理體制、技術標準等不同,挑戰極大。另外,隨著我國裝備能力、材料、技術等各方面的進步,我們有條件將港珠澳大橋建成一座更高品質的橋,甚至可以成為中國橋梁的標桿。所以,當我得知自己被選為前期辦成員之后,深感自己遇到了千載難逢的歷史機遇。
前期辦的成員選自粵港澳三地,都是有沖勁的年輕人。大家一同作了長達七年的前期論證,比如三地有什么需求,方案怎么確定,建一個怎樣的標準,等等。
2009年3月12日, 港珠澳大橋前期辦從廣州移師珠海。前排居中為蘇權科
對于大橋的選址,我們充分考慮了三地的需求。當時,香港從它的路網連接以及物流發展的考慮,在香港的落腳點定的是香港機場旁邊的散石灣。對于珠海,可供選擇的落腳點很多。有人建議珠海把九洲列島推平,幾個島連起來設為口岸,通過港珠澳大橋接到九洲大道上。可九洲大道作為珠海唯一的主通道,本來就已經很繁忙了,這樣設計不利于城市交通。再者從城市上空接高架橋過去很難看,珠海反對這樣設計。它希望港珠澳大橋能夠連到橫琴島,但是橫琴島在澳門西邊,澳門面積很小,不到20平方公里,從地面上建橋根本不可能;如果建座高架橋,就把它弄成兩半了,以后要想修別的基礎設施就不方便了;澳門以后要修地鐵,從它的地下鉆過去,甚至從澳門半島和氹仔島之間的水域底下穿過來也不行。我們沿著澳門海岸從頭至尾都跑了一遍都沒找到合適的地點,很失望地往回走的時候,剛好走到澳門口岸和拱北口岸之間,發現有一塊地方。我們拿步子來回量了一下,有六七十米的樣子,就想:如果從這地底下走,穿過拱北以后,再從前面出來連到橫琴,不就不會影響澳門了嗎?我們把這個方案拿出來,經過專家論證,三方都表示接受,終于把路線走向定了下來。
最后確定的路線是:香港大嶼山經大澳跨越珠江口,最后分成Y字形,一端連接珠海,一端連接澳門,全長55公里,其中主體工程“海中橋隧”長35.578公里,海底隧道長約6.75公里,建成后將成為有史以來世界最長的跨海大橋。
打造一流:“把最好的東西都拿來”
三地合建一個工程,必須要指定以某一方為主。香港的積極性最高,于是中央指令由它來牽頭,這樣帶來的好處是,整個工程一下子就擁有了國際化的視野。此前香港修建的青馬大橋、汲水門大橋等都是按照國際標準,采用最好的材料、設備和技術來修建的,屬于世界一流水平的橋梁,因此它希望港珠澳大橋也是一座世界一流的大橋。港珠澳大橋地處國家經濟比較發達的珠江三角洲地區,如果不是一座世界一流的大橋,對我們國家交通形象影響太大。最終,我們定的目標就是要建世界一流即長壽命、高品質的大橋,這得到了三地政府的認可,中央也比較支持。
世界一流的大橋什么樣?我們要把它量化。如果按傳統做法,用一般的規范、材料和裝備肯定做不成。因此,港珠澳大橋的建設規劃、設計理念,包括我們采用的技術、研發的材料裝備,品質管理、創新管理以及建立起來的一整套標準體系,都是圍繞建造長壽命、高品質跨海大橋這一目標服務的。
七年間,我們查閱了大量資料。看完內地前人積累的資料后,香港同行又把以往橋梁的規劃資料、設計資料、施工管理文件等都拿來給我們看,我們一點一點地對比,一點一點地確定方案。
三地的標準差別還是很大的,一般來說我們選擇就高不就低,誰家標準高就用誰的。舉例來講,關于跨海大橋的使用壽命,香港主要是沿用英國標準,為120年;澳門主要采用葡萄牙標準,為100年;而內地沒有對使用壽命的規定,而是設定了100年的基準期,那只是為設計選定的時間參數。于是在這一點上,我們就選擇使用香港的標準,明確提出港珠澳大橋的使用壽命為120年,這在內地業界還是頭一回。再比如,內地的車道是3.75米寬,香港的是3.36米寬;內地的緊急停車帶是2.5米寬,香港的是3.0米寬。港珠澳大橋是雙向六車道,如果按內地標準來造,橋面寬31.5米就行了,但我們全部按高標準來設計,最終橋面寬度為33.1米,足足多了2.6米。但還有一些標準的差異性不是高低的問題。比如大橋上的消防水龍頭,內地規定一圈上要有四個螺栓,香港則是三個,遇到這類問題就要具體問題具體分析,要么采用國際上通用的樣式,要么看怎么改更容易操作,實在不行就設兩個水龍頭或者另搞一個樣式,總之雙方用起來方便、安全、沒問題就可以。
要造一座高品質的大橋,必須使用大型設備進行機械化操作,此外還有一整套控制技術以及管理要求。為此我們去了很多國家調研,學習人家的做法。
過去我們內地造跨海大橋,橋梁構件都是在現場澆筑,一旦有風浪就干不成了,施工還特別辛苦,晴天一身灰、雨天一身泥的
四川省成都市武侯區世紀城路198號