港珠澳大桥背后不为人知的故事

每经记者 黄名扬    每经编辑 刘艳美    

“疲惫，我最深刻的印象就是疲惫。一千多个日夜，试验24小时一刻不停地运转，研究人员更是如此——可以说是眼不敢移、寸步不离。”坐在《每日经济新闻》记者面前的卜一之，着红白蓝相间格子衬衫，外面套着黑色夹克，眼神沉稳而淡定。

身为西南交大土木工程学院桥梁工程系教授，这几天，卜一之、张清华带领的团队，频繁出现在媒体视野中。

西南交大土木工程学院桥梁工程系教授张清华（左）、卜一之（右） 每经记者 黄名扬 摄

10月24日，港珠澳大桥正式通车运营，这是中国建设史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁，设计使用寿命为120年。

媒体称，这打破了国内大桥的“百年惯例”。而实现这一突破，卜一之、张清华团队完成的一项抗疲劳关键技术，起到了重要作用。

4年时间，平均每个模型500万次模拟试验，卜一之们一共做了20个左右的模型——可以说，正是众多像卜一之、张清华这样的“大国工匠”，成就了“现代世界七大奇迹”之一的400多项新专利、7项世界之最。这背后，又有着怎样不为人知的故事？

4年攻关

横跨伶仃洋的港珠澳大桥，将位于中国“南大门”的香港、珠海及澳门三地陆路距离大大拉近，其意义之重大可见一斑。

卜一之透露，作为世界上最长的跨海大桥，港珠澳大桥从设计之初，就考虑将桥梁寿命设计在120年——而通常，国内其他桥梁的设计寿命为100年。

对长达55公里的跨海大桥来说，将设计寿命一下提高20%，谈何容易？

港珠澳大桥采用正交异型桥面板钢箱梁，这种结构形式轻质高强、施工速度快，但其板件构件及受力特性复杂，最大问题便是疲劳。疲劳导致的裂缝，从该结构形式诞生之初就一直存在，也成为国内外钢桥行业共同的难题。

作为专门研究相关领域，且拥有参与苏通长江大桥、南京第三长江大桥、鄂东长江大桥、嘉绍跨江大桥等许多大型桥梁建设经验的科研力量，卜一之和张清华教授团队，正是在这样的情况下临危受命。

“从我们对问题本身的认识下手：哪些部分会出现问题？出现的典型问题是什么？再针对性地解决它。”

说干就干。从对结构设计细节进行完善，到无数次模型试验，最终，影响大桥使用寿命的疲劳问题，成功解决。

“ 通常，一个模型试验是200万次，钢材不出现裂纹，则试验停止。但港珠澳大桥的每个模型，我们平均需要做500万次左右的试验，一直到做裂、做坏为止。”张清华解释：“整个研究过程，我们一共做了约20个模型。”

从接到任务，到攻克难题，总共花费多长时间？卜一之的答案是：4年左右。

图片来源：西南交大微信公众号

而在巨大的工作量和时间消耗之外，细节是更加“磨人”的问题。

张清华介绍，模型试验是以2-3赫兹的频率进行——这意味着，试验每秒钟会进行2至3次。这样的试验速度，科研团队成员的眼睛根本不敢离开监测界面哪怕1分钟。

“焊缝初始裂纹肉眼不可见，出现裂纹的过程不可逆，加之找出裂纹出现的时间点正是这项研究最重要的工作，所以我们只能24小时不间断地监测。”张清华说。

现实例证

“（港珠澳大桥）比国内其他桥梁‘长寿’20年的秘诀，就在于卜一之和张清华教授团队的一项抗疲劳关键技术。”在许多媒体的报道中，都曾提及这一说法。不过，交谈中，卜一之和张清华却不约而同地连连摆手，“不敢，不敢居功”。

“或许我们确实在科研上，攻克了延长大桥设计寿命的抗疲劳问题。但这一成就的实现，从技术、设计到制造施工，缺一不可。”说到这里，张清华难得地笑了。

卜一之进一步解释，以前，桥梁焊接基本是手工完成。“纯粹依靠手工难以避免细节差异，钢桥面部分大概有20多公里，如果把每条焊缝加起来，那就不只是几万米的事情了。所以，即使理论到位，施工精度和工艺也非常重要。”

而120年设计使用寿命目标的实现，正是得益于在结构试验基础上，半自动化的生产工艺。“工厂化制造、再到现场拼装，这样的做法，这么大规模，不仅在国内，甚至在全世界也是首屈一指。”

“在经济、政治、社会等意义之外，我认为港珠澳大桥最大的意义，是倒逼产业升级，这将使中国相关产业受益良多。”说话间，卜一之不自觉地认真点了点头。

准备结束交流时，卜一生和张清华却并没有在临近周末的时候结束工作。他们告诉记者，准备“去食堂随便吃一点”，然后直接奔赴武汉，投身另一世界级跨江通道——深中通道的项目研究中。

临走，卜一之在门口突然停下来，回过头若有所思地说：“其实，港珠澳大桥并非某个团队的成功，而是中国科研力量和中国制造升级的共同成果。或者说，这也是‘数十年如一日’的大国工匠精神，百年传承的现实例证吧。”