港珠澳大橋背后不為人知的故事

每經記者｜黃名揚    每經編輯｜劉艷美    

“疲憊，我最深刻的印象就是疲憊。一千多個日夜，試驗24小時一刻不停地運轉，研究人員更是如此——可以說是眼不敢移、寸步不離。”坐在《每日經濟新聞》記者面前的卜一之，著紅白藍相間格子襯衫，外面套著黑色夾克，眼神沉穩而淡定。

身為西南交大土木工程學院橋梁工程系教授，這幾天，卜一之、張清華帶領的團隊，頻繁出現在媒體視野中。

西南交大土木工程學院橋梁工程系教授張清華（左）、卜一之（右） 每經記者 黃名揚 攝

10月24日，港珠澳大橋正式通車運營，這是中國建設史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁，設計使用壽命為120年。

媒體稱，這打破了國內大橋的“百年慣例”。而實現這一突破，卜一之、張清華團隊完成的一項抗疲勞關鍵技術，起到了重要作用。

4年時間，平均每個模型500萬次模擬試驗，卜一之們一共做了20個左右的模型——可以說，正是眾多像卜一之、張清華這樣的“大國工匠”，成就了“現代世界七大奇跡”之一的400多項新專利、7項世界之最。這背后，又有著怎樣不為人知的故事？

4年攻關

橫跨伶仃洋的港珠澳大橋，將位于中國“南大門”的香港、珠海及澳門三地陸路距離大大拉近，其意義之重大可見一斑。

卜一之透露，作為世界上最長的跨海大橋，港珠澳大橋從設計之初，就考慮將橋梁壽命設計在120年——而通常，國內其他橋梁的設計壽命為100年。

對長達55公里的跨海大橋來說，將設計壽命一下提高20%，談何容易？

港珠澳大橋采用正交異型橋面板鋼箱梁，這種結構形式輕質高強、施工速度快，但其板件構件及受力特性復雜，最大問題便是疲勞。疲勞導致的裂縫，從該結構形式誕生之初就一直存在，也成為國內外鋼橋行業共同的難題。

作為專門研究相關領域，且擁有參與蘇通長江大橋、南京第三長江大橋、鄂東長江大橋、嘉紹跨江大橋等許多大型橋梁建設經驗的科研力量，卜一之和張清華教授團隊，正是在這樣的情況下臨危受命。

“從我們對問題本身的認識下手：哪些部分會出現問題？出現的典型問題是什么？再針對性地解決它。”

說干就干。從對結構設計細節進行完善，到無數次模型試驗，最終，影響大橋使用壽命的疲勞問題，成功解決。

“ 通常，一個模型試驗是200萬次，鋼材不出現裂紋，則試驗停止。但港珠澳大橋的每個模型，我們平均需要做500萬次左右的試驗，一直到做裂、做壞為止。”張清華解釋：“整個研究過程，我們一共做了約20個模型。”

從接到任務，到攻克難題，總共花費多長時間？卜一之的答案是：4年左右。

圖片來源：西南交大微信公眾號

而在巨大的工作量和時間消耗之外，細節是更加“磨人”的問題。

張清華介紹，模型試驗是以2-3赫茲的頻率進行——這意味著，試驗每秒鐘會進行2至3次。這樣的試驗速度，科研團隊成員的眼睛根本不敢離開監測界面哪怕1分鐘。

“焊縫初始裂紋肉眼不可見，出現裂紋的過程不可逆，加之找出裂紋出現的時間點正是這項研究最重要的工作，所以我們只能24小時不間斷地監測。”張清華說。

現實例證

“（港珠澳大橋）比國內其他橋梁‘長壽’20年的秘訣，就在于卜一之和張清華教授團隊的一項抗疲勞關鍵技術。”在許多媒體的報道中，都曾提及這一說法。不過，交談中，卜一之和張清華卻不約而同地連連擺手，“不敢，不敢居功”。

“或許我們確實在科研上，攻克了延長大橋設計壽命的抗疲勞問題。但這一成就的實現，從技術、設計到制造施工，缺一不可。”說到這里，張清華難得地笑了。

卜一之進一步解釋，以前，橋梁焊接基本是手工完成。“純粹依靠手工難以避免細節差異，鋼橋面部分大概有20多公里，如果把每條焊縫加起來，那就不只是幾萬米的事情了。所以，即使理論到位，施工精度和工藝也非常重要。”

而120年設計使用壽命目標的實現，正是得益于在結構試驗基礎上，半自動化的生產工藝。“工廠化制造、再到現場拼裝，這樣的做法，這么大規模，不僅在國內，甚至在全世界也是首屈一指。”

“在經濟、政治、社會等意義之外，我認為港珠澳大橋最大的意義，是倒逼產業升級，這將使中國相關產業受益良多。”說話間，卜一之不自覺地認真點了點頭。

準備結束交流時，卜一生和張清華卻并沒有在臨近周末的時候結束工作。他們告訴記者，準備“去食堂隨便吃一點”，然后直接奔赴武漢，投身另一世界級跨江通道——深中通道的項目研究中。

臨走，卜一之在門口突然停下來，回過頭若有所思地說：“其實，港珠澳大橋并非某個團隊的成功，而是中國科研力量和中國制造升級的共同成果。或者說，這也是‘數十年如一日’的大國工匠精神，百年傳承的現實例證吧。”