2月1日建成通車的天峨龍灘特大橋。
鄭皆連院士在天峨龍灘特大橋施工現(xiàn)場查看智能調高支座。圖源：廣西路橋工程集團有限公司
在天峨縣紅水河流域龍灘電站水庫庫區(qū)，乘船水上，舉目仰望，一座雄偉的混凝土本色大橋猶如從山峰里綿延長出，橋接峰，峰連橋，巧奪天工，渾然天成。這就是于2月1日建成通車，由中國工程院院士、廣西大學土木建筑工程學院教授鄭皆連主持建設，連接紅水河兩岸、南丹至下老高速公路的控制性工程、跨徑600米的世界最大跨徑混凝土拱橋——天峨龍灘特大橋。
幾十年來，全世界混凝土跨徑拱橋每年跨徑增長是1.5米。這一下把混凝土拱橋跨徑的世界紀錄提高了155米，相當于干了100年的活。
“建設合適橋型”是鄭皆連院士團隊一以貫之的建橋理念。前期經(jīng)過大量細致的地質地形勘查研判，他認為此處適宜建設拱橋，而且拱橋擁有剛性好、耐久性強、減少后期護養(yǎng)費等優(yōu)勢，比建斜拉橋可節(jié)省建設經(jīng)費1.25億元。
澆筑外包混凝土是勁性骨架混凝土拱橋施工最危險階段，施工難度極大，不但加載重量大、時間長，而且加載次數(shù)多，每次混凝土澆筑一旦失敗都難于補救。為此，鄭皆連院士團隊進行了外包混凝土澆筑節(jié)段足尺模型試驗，檢驗外包混凝土施工性、澆筑工藝和模板。模板全部工廠化加工，半機械化安裝，實現(xiàn)了國內外包混凝土澆筑最短周期記錄。
大橋拱肋勁性拱骨架8150噸，外包混凝土28100立方米，二者質量比是1/8.6，比已建成類似橋梁大許多，仍不能單獨承擔外包混凝土7萬多噸重量，怎么辦？選擇分環(huán)澆注！即拱圈豎向分為底板環(huán)、腹板環(huán)、頂板環(huán)3環(huán)，每環(huán)分8個工作面對稱澆筑，每次由8臺壓力泵執(zhí)行混凝土輸送，同步澆注4個工作面。最終分36次成功完成拱桁外包混凝土澆筑。
作為大橋總設計師，鄭皆連的足跡深深刻印在科研、設計、施工、監(jiān)理、監(jiān)控監(jiān)測等大橋建設和育人全過程。去年6月的一天，年過八旬的他還攀上高高的拱架對每個工作面如“放大鏡”般仔細勘察。勸他歇歇，他不干：“親自看一看會更放心！”就跟他的微信名一樣，是個“倔老頭”。
有一次，廣西大學土木建筑工程學院黨委書記陳正教授在外包混凝土一個工作面上發(fā)現(xiàn)了幾個小裂縫，隨即打開微信視頻連線鄭皆連。全面查看后，鄭皆連提出，在工作性能控制層面，應進行原材料均化，盡可能避免原材料差異導致的混凝土工作性能不穩(wěn)定的問題；在泵送現(xiàn)場應實時調控混凝土工作性能，保障入模混凝土的穩(wěn)定性、均勻性。經(jīng)他指導，建設者們高效率高質量實現(xiàn)了大橋外包混凝土的良好澆筑及抗裂，達到表面光滑密實無裂縫。
“科研是解決問題的。大量修拱橋就會遇到大量的問題亟待解決，就會產生大量的技術創(chuàng)新。”鄭皆連認為，橋梁專業(yè)是應用型專業(yè)，橋梁專業(yè)的師生應當在重大工程中接受鍛煉，提高能力，磨礪意志。
天峨龍灘特大橋建設過程中，鄭皆連院士團隊提出并采用了包括強骨架、降低成橋應力、調控施工應力和多重結構驗算等在內的綜合技術創(chuàng)新舉措，有效保障了大橋的施工安全；提出“以考慮施工全過程的結構整體雙重非線性分析驗算及現(xiàn)行鐵路混凝土橋梁規(guī)范采用的容許應力驗算為主，公路橋梁規(guī)范采用的截面承載能力驗算為輔”的拱肋驗算總體思路，還編制了《南丹至天峨下老高速公路龍灘特大橋主拱肋結構設計計算指南》，成功用于大橋設計，減少縱向鋼筋3200噸，取得了顯著的經(jīng)濟效益；提出一種適新型栓焊節(jié)點連接形式，很好地避免了傳統(tǒng)連接工藝切割節(jié)點法蘭盤引起拱肋應力重分布所帶來的風險。
自2020年6月開工建設，歷時43個月，天峨龍灘特大橋實現(xiàn)了零安全事故、質量全優(yōu)、綠色建設、造價和工期不超的目標，并創(chuàng)造了業(yè)主、設計、施工、監(jiān)理、監(jiān)控、實驗研究全產業(yè)鏈均在廣西的新突破。2月15日，天峨縣發(fā)生4.4級地震，處于震中的天峨龍灘特大橋安穩(wěn)如初。
現(xiàn)代橋梁有4種基本橋型：拱橋、斜拉橋、梁橋、懸索橋，鄭皆連為何對拱橋情有獨鐘？
“這4種橋型中，拱橋的歷史最為悠久。”鄭皆連介紹，中國的趙州橋建設于1400多年前，被認為是世界上第一座敞肩拱石拱橋。相較其他橋型，拱橋造價較低、耐久、美觀，對于經(jīng)濟相對欠發(fā)達的廣西而言，能實現(xiàn)“花最少的錢、辦最大的事”。“老是建拱橋，不知不覺就上癮了，當然我也主持修建過其他橋型，但還是以拱橋為主。”
在半個多世紀的橋梁建設生涯中，鄭皆連帶領團隊創(chuàng)造了多個“第一”：主持修建了廣西第一條高速公路——桂柳高速；主持修建了當時世界最大跨徑的鋼管混凝土拱橋——跨徑530米的四川合江長江一橋；指導修建了世界最大跨徑的鐵路鋼管混凝土拱橋——跨徑430米的拉林鐵路雅魯藏布江藏木特大橋……與取得多項突破相伴的是，鄭皆連先后獲3項國家科技進步獎、茅以升科學技術獎—橋梁大獎，他主持的大橋項目相繼榮獲國際橋梁大會最高獎——喬治·理查德森獎、中國土木工程詹天佑獎、中國建設工程魯班獎。
一次次刷新拱橋世界紀錄的鄭皆連，認真地說：“負責任的工程師不應追求世界紀錄，但也不怕超越世界紀錄。”
