碧水飛虹 天塹通途(科教人物坊)

　　——中國工程院院士鄭皆連的拱橋人生

　　本報記者 王美華

　　眼前的這位老人，眉發(fā)花白，雙目炯炯有神，一口濃郁的四川口音聽起來中氣十足。一提起拱橋，他話匣子就打開了：大橋的名稱、跨徑的長度、建設(shè)中的難點乃至開工和完成的時間……老人對曾主持建設(shè)的橋梁如數(shù)家珍，各種數(shù)據(jù)信手拈來，很難看出他已82歲高齡。

　　他叫鄭皆連，是廣西首位中國工程院院士、廣西大學(xué)教授、享有盛譽的橋梁工程專家。從青絲到華發(fā)，他躬身橋梁事業(yè)50多年，首創(chuàng)多項拱橋設(shè)計與施工的關(guān)鍵技術(shù)，他主持建設(shè)的拱橋不斷刷新世界紀(jì)錄，為中國大跨拱橋建造關(guān)鍵技術(shù)引領(lǐng)世界作出了重大貢獻。

　　“我做了三手準(zhǔn)備，一定要成功”

　　1941年，鄭皆連出生于四川內(nèi)江的一個農(nóng)民家庭。1965年，大學(xué)畢業(yè)的鄭皆連被分配到廣西百色公路總段工作。從此，他便在這片土地上扎下了根。

　　廣西山多水多，河流密布，當(dāng)時的交通基礎(chǔ)設(shè)施較為落后，河流上架設(shè)的多為木橋，一到汛期，常被沖毀，交通就陷入癱瘓。

　　怎樣把臨時性的木橋替換成永久性的橋梁？鄭皆連不斷琢磨這個問題。當(dāng)時，國家大力推廣雙曲拱橋技術(shù)，其安裝方便、用料節(jié)省，是當(dāng)時建設(shè)經(jīng)費十分緊張的廣西迫切所需。但是，這個技術(shù)也存在短板——拱橋的傳統(tǒng)施工方法是搭建支架建造，有的地方水深流急，可能搭不起支架或搭架成本非常高，建造過程中一旦河流漲水，湍急的水流容易將支架沖走，導(dǎo)致施工中斷。

　　1968年初，交通部在江蘇無錫召開會議，把“雙曲拱橋無支架施工”列為重點科研項目，召集部分省份的橋梁工作者開展試點研究。鄭皆連參加了這次會議，受到很大觸動。

　　回來后，鄭皆連把原支架施工的廣西靈山三里江大橋設(shè)計方案改為無支架施工方案，并主持施工。沒有實驗平臺，鄭皆連靠手繪圖和計算，克服艱苦條件，進行不懈地探索和技術(shù)攻關(guān)。經(jīng)過深思熟慮和反復(fù)計算，他琢磨出一套行之有效的無支架施工方法——通過拱肋分段預(yù)制、纜索起重機吊運、鋼絲繩扣掛、滑輪組減力、手搖絞車收放、松索合龍等，把傳統(tǒng)的橋梁下方支架支撐轉(zhuǎn)變?yōu)樯戏綉业酢?/p>

　　“科研可以有無數(shù)次失敗，但是橋梁工程是不允許失敗的?！编嵔赃B說，為了確保萬無一失，他對每個細節(jié)都做了反復(fù)推敲，“當(dāng)時我做了三手準(zhǔn)備，一定要成功?！?/p>

　　1968年10月，跨徑46米的三里江大橋順利建成，這是我國第一座無支架施工雙曲拱橋，結(jié)束了千百年來修拱橋必須搭支架的歷史，無支架施工也成為傳統(tǒng)拱橋和現(xiàn)代拱橋的分水嶺。

　　三里江大橋建成后，全國多個省區(qū)的橋梁專家前來參觀，雙曲拱橋無支架施工技術(shù)在全國迅速推廣開來，僅廣西用這種方法修建的雙曲拱橋就達上萬延米。

　　“老是建拱橋，不知不覺就上癮了”

　　雙曲拱橋施工方便，它把拱圈化整為零，最后再拼成一個完整的拱圈。但由于連接部位多，容易開裂。發(fā)現(xiàn)這個局限性后，鄭皆連又埋頭研究新的工藝。

　　1976年，鄭皆連吸取了福建閩清大橋建設(shè)的成功經(jīng)驗并大膽加以改進，成功地設(shè)計了跨徑組合為90+105+90米、重量輕、經(jīng)濟美觀的來賓紅水河大橋。這是廣西第一座無支架施工的箱型拱橋，也是當(dāng)時全國同類型橋梁中規(guī)模最大的鋼筋混凝土箱型拱橋。

　　與此同時，鄭皆連利用申請到的幾次上機機會，在當(dāng)時廣西唯一的一臺計算機上編出了拱橋靜力計算程序。來賓紅水河大橋的成功建造讓鋼筋混凝土箱型拱橋的工藝逐漸走向標(biāo)準(zhǔn)化。

　　“來賓紅水河大橋做得非常成功，被人稱為‘母橋’?！编嵔赃B說。在之后的十幾年里，廣西采用相同計算軟件設(shè)計、相似結(jié)構(gòu)及相似施工方法，接連成功建設(shè)了幾十座箱型拱橋，占到當(dāng)時廣西公路大橋總數(shù)的70%。

　　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(shè)于1400多年前，被認為是世界上第一座敞肩拱石拱橋。至今，趙州橋仍屹立在河北趙縣的洨河上。

　　“拱橋壽命為何如此長？這是它受力合理的結(jié)果。”鄭皆連說，它把承受的垂直力自動轉(zhuǎn)化為拱圈軸向壓力，承載能力強、剛度大、耐久性好。與此同時，拱橋?qū)Φ鼗蟾?，廣西屬于典型的喀斯特地貌，巖石普遍裸露或埋得不深，這樣的地質(zhì)特點很適合修建拱橋。

　　“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’，所以廣西適合發(fā)展拱橋?！编嵔赃B說，“老是建拱橋，不知不覺就上癮了，當(dāng)然我也主持修建過其他橋型，但還是以拱橋為主?！?/p>

　　在半個多世紀(jì)的橋梁建設(shè)生涯中，鄭皆連帶領(lǐng)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(dāng)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(dǎo)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(xué)技術(shù)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(shè)工程魯班獎……2020年5月，鄭皆連領(lǐng)銜的大跨拱橋關(guān)鍵技術(shù)研究團隊獲全國創(chuàng)新爭先獎牌，是全國十支獲獎團隊中基本建設(shè)領(lǐng)域唯一獲獎團隊。

　　“花最少的錢，造最好的橋”

　　房子看高，橋梁看跨。橋梁的主跨長度，是衡量橋梁技術(shù)水平和建設(shè)能力的重要標(biāo)志?？缍仍酱螅馕吨鄳?yīng)的建設(shè)難度也越大。

　　2017年，根據(jù)廣西交通發(fā)展規(guī)劃，荔浦至玉林高速公路平南北互通連接線要跨越潯江修建平南三橋。初步設(shè)計時，根據(jù)橋位地形、通航、行洪等要求，經(jīng)反復(fù)論證，平南三橋主橋跨度須大于500米，可供選擇的橋型只有斜拉橋、懸索橋和拱橋三種。

　　其中，500米級斜拉橋和懸索橋技術(shù)較為成熟，施工風(fēng)險小，但造價高，且后期維護費用大。相較而言，拱橋造價低、剛度大、耐久性好且美觀?！盎ㄗ钌俚腻X，造最好的橋”是鄭皆連一貫的工作理念。經(jīng)過計算分析和反復(fù)論證，他提出了建設(shè)鋼管混凝土拱橋的方案，較最初設(shè)計院推薦的方案節(jié)省投資8000多萬元。

　　然而，在評審時，鄭皆連的方案被否定了。有專家認為，建造拱橋風(fēng)險太高，理由是橋址南岸是巖石地基，而橋址北岸拱座區(qū)域基巖上方分別覆蓋18米至22米的粉質(zhì)黏土以及15米至18米厚的卵石層，這種一岸為結(jié)實基巖、另一岸是卵石層的地質(zhì)條件，不符合傳統(tǒng)拱橋的建造要求。

　　面對質(zhì)疑，鄭皆連立即開展論證：“雖然拱橋的跨徑超過當(dāng)時世界上各類拱橋，存在一定風(fēng)險，但完全是可控的。”他連夜手寫了滿滿三頁半的提綱，專程赴交通運輸部匯報，對鋼管混凝土拱橋工程風(fēng)險及造價風(fēng)險可控的依據(jù)進行了詳盡闡述和分析。

　　“有人說我是為了破世界紀(jì)錄，所以主張修拱橋，認為造價是有意報低的，問我為什么都快80歲了，還要跟設(shè)計院和審查單位的意見相左。”鄭皆連說，“我的回答是，平南縣當(dāng)時是個貧困縣，拱橋方案能節(jié)約幾千萬元，而且建成后的維護費每年還比斜拉橋少100多萬元，這類長期費用都要平南縣買單?！?/p>

　　經(jīng)過努力，交通運輸部、自治區(qū)交通運輸廳批準(zhǔn)了鄭皆連的建議。彼時已76歲的鄭皆連，主動請戰(zhàn)出任平南三橋建設(shè)專家組組長，與參建各方共擔(dān)風(fēng)險。

　　建設(shè)平南三橋的過程中，鄭皆連帶領(lǐng)團隊刻苦攻關(guān)，在國內(nèi)首次把“圓形地連墻+卵石層注漿加固”方案成功應(yīng)用到拱橋建設(shè)中；運用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、智能張拉等技術(shù)，以力主動控制代替剛度被動控制，將200米高的塔架頂部偏位精確控制在20毫米以內(nèi)……最終，平南三橋建設(shè)歷時28個月，提前15個月完工，建設(shè)過程中實現(xiàn)了零事故、質(zhì)量全優(yōu)良。

　　2020年12月28日，跨徑575米的平南三橋正式建成通車，一舉超越主跨長552米的重慶朝天門長江大橋，刷新了世界拱橋跨徑紀(jì)錄。

　　更令人振奮的是，在平南三橋建設(shè)中，鄭皆連領(lǐng)銜的研究團隊“產(chǎn)學(xué)研”充分融合，全程走在設(shè)計、施工的前邊，具有完全的中國知識產(chǎn)權(quán)，獲授權(quán)9項國家發(fā)明專利；拱橋造價嚴(yán)格控制在預(yù)算價格內(nèi)，比懸索橋節(jié)省8000多萬元，比斜拉橋節(jié)省3000多萬元，建成后的養(yǎng)護費用也比斜拉橋和懸索橋每年節(jié)省100多萬元；拱橋剛度比懸索橋大10多倍，比斜拉橋大8倍多……

　　“平南三橋是我從業(yè)50多年以來最滿意的一座橋。”鄭皆連自豪地說。美國工程院院士、中國工程院外籍院士鄧文中曾這樣評價：“平南三橋代表了現(xiàn)代鋼管混凝土拱橋甚至拱橋的最高建造水平，引領(lǐng)了拱橋技術(shù)發(fā)展方向，為國際橋梁科技進步、提升世界各國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平貢獻了中國智慧?！?/p>

　　“后面要靠諸君努力了”

　　眼下，鄭皆連正帶領(lǐng)團隊向著新的目標(biāo)全力攻關(guān)：他主持修建的廣西天峨龍灘特大橋一旦建成，可使混凝土拱橋跨徑一次性增長155米，將刷新拱橋跨徑世界紀(jì)錄。天峨龍灘特大橋是廣西南丹至天峨下老高速公路的控制性工程，主橋是跨徑為600米的上承式勁性骨架混凝土拱橋，該項目預(yù)計今年年底建成通車。

　　幾十年來，全世界混凝土跨徑拱橋每年跨徑增長是1.5米，把混凝土拱橋跨徑的世界紀(jì)錄提高155米，相當(dāng)于干了一百年的活。

　　鄭皆連既是追求卓越的科學(xué)大家，又是傳道授業(yè)解惑的師者。2015年，74歲的鄭皆連調(diào)入廣西大學(xué)，他竭盡全力培養(yǎng)更多中青年優(yōu)秀人才，助力橋梁事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

　　在廣西大學(xué)，學(xué)生們經(jīng)常能看到這樣一道“風(fēng)景”：一位眉發(fā)花白、精神矍鑠的老人騎著一輛電動小三輪車去教學(xué)樓授課。

　　“這讓我印象非常深刻，也覺得非常有趣。”鄭皆連的博士研究生李顥旭說，作為著名橋梁專家，鄭皆連卻出人意料地選擇了如此簡樸的出行方式，“每當(dāng)看到他駕駛著小三輪車，面帶微笑地與大家打招呼，我都會感受到他平易近人的人格魅力，感佩他淡泊名利、追求樸素的生活態(tài)度?！?/p>

　　令人意想不到的還有一個細節(jié)——鄭皆連的微信名叫“倔老頭”?！斑@個名字充滿了幽默感和自嘲色彩，也形象地展現(xiàn)了老師在工作和學(xué)術(shù)上的堅定和執(zhí)著?！崩铑椥裾f，無論是在科研工作中攻堅克難、追求卓越，還是在培養(yǎng)年輕人才時嚴(yán)謹(jǐn)要求、細致指導(dǎo)，這種倔強的品質(zhì)為他贏得了廣泛的尊重和贊譽。

　　“第一次見面時，老師就問我對橋梁研究是否有興趣?！编嵔赃B的博士研究生石拓說，“他說興趣是最好的老師，如果不熱愛自己正在做的事，就很難把事情做好?！?/p>

　　“如果想把一生都獻給科技事業(yè)，就應(yīng)樹立終身奮斗的信念，善于發(fā)現(xiàn)需求，找準(zhǔn)問題，然后持之以恒地研究?！编嵔赃B語重心長地鼓勵年輕科技工作者，“科學(xué)研究需要不斷發(fā)現(xiàn)新問題、解決新問題，搞科研不能一蹴而就，也無法只憑靈光一現(xiàn)就把問題解決?！?/p>

　　“大量修拱橋就會遇到大量的問題亟待解決，就會產(chǎn)生大量的技術(shù)創(chuàng)新?！编嵔赃B認為，橋梁專業(yè)是應(yīng)用型專業(yè)，橋梁專業(yè)的師生應(yīng)當(dāng)在重大工程中接受鍛煉，提高能力，磨礪意志，“我已經(jīng)80多歲了，后面要靠諸君努力了?！?/p>

　　在他年少時，廣西群眾艱難行走在簡易的木橋上；在他古稀時，廣西乃至全國的山河間，一道道飛虹已然讓天塹變通途。以鄭皆連為代表的中國橋梁專家用半個多世紀(jì)的不懈努力，讓越來越多的國人享受著便捷的民生橋、幸福橋，讓中國的拱橋事業(yè)在世界奏響動人的華彩樂章。(人民日報海外版 記者 王美華)