争鸣|给南京长江大桥“断骨增高”就能畅通长江黄金水道?

澎湃记者 吴志刚

2014-07-03 18:06 来源:澎湃新闻

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7月1日南京长江大桥首次整体纳入文物保护,今后即使修补修缮也须向文物部门上报方案。  CFP 图

       7月1日,南京市鼓楼区不可移动文物名单出炉,其中包括南京长江大桥。7月2日澎湃新闻(www.thepaper.cn)获悉,这是南京长江大桥首次整体纳入文物保护。        
       这意味着,对南京长江大桥,今后即使进行修补修缮工作,也必须向文物部门上报方案,经专家论证后,方可进行。        
       然而,围绕着南京长江大桥“锁长江”的争议很难就此散去。一直以来,由于净空高度不够,这座南京“地标”不得不面对阻碍万吨巨轮在长江黄金水道上航行的指摘。2014年初,其上游的安徽相关部门仍在托全国政协委员向全国两会“捎话”,要求改造南京长江大桥。        
       如何改变南京长江大桥净高不足的尴尬局面?澎湃新闻综合近年来各路专家的观点,主要有三:一是炸桥;二是为其进行“增高手术”,将桥梁高度顶升10米以上;三是挖条满足通航要求的运河,避开南京长江大桥。        
       不过,“炸桥”这一颇为极端的方式并不为大多数人认可。剩下的两种方案,前者据说技术可行,而后者看似异想天开,南京不做,并不意味着其他城市不敢想。今年5月,有消息称,位于长江出海口的江苏南通,正在研究从长江边挖条运河直通黄海,避免长江口潮涨潮落等带来的航道变化等负面影响。        
专家曾为南京长江大桥制定“增高”方案        
       早在2006年“炸桥”之争最为火热的时候,东南大学土木工程学院李爱群教授等曾约见媒体,称他们经过调研,制定出一份“南京长江大桥整体顶升方案”。        
       李爱群说,炸掉大桥过于“幼稚”,根本不能算是一种解决方案,而他的方案可以实现保桥与疏通黄金水道兼顾。        
       该方案提出,通过主桥整体顶升16米,使大桥的通航净空高度达到40米,可满足2.5万吨海轮的通航要求。这项工程预计所需的投资金额为6~9亿元人民币,施工周期2~3年。        
       对顶升过程,李爱群教授通俗地解释说,南京长江大桥是由九个桥墩顶起的,要抬高大桥,也就是加高桥墩。在对主桥和引桥的桥墩、桥头堡前期加固工作完成后,将九个桥墩和大桥的上部同时分离,这时,桥的上部和桥墩之间便出现了间隙,接着,再用一些连接技术,将这些间隙“填满”。在桥墩“长高”的同时,大桥自然被整体抬高了。        
       在李爱群的方案中,南京长江大桥将按照1小时几毫米的“生长速度”最终整体抬高,这种缓慢的移动对大桥的结构不会有影响。就交通是否中断的问题,该方案也提出了详细计划,其中保障铁路交通不中断是内容之一。        
       李爱群当时介绍,虽然国内外目前都没有类似的大型案例,但大桥整体顶升的大部分关键性原理和技术都已经成熟,只要通过科技攻关,所有的工程技术难题都可以得到妥善的解决。        
       他还表示,长江上净空高度不够的桥梁不少,针对不同结构的大桥,要有不同的顶升方案。        
国内有桥梁最高增了8.6米        
       虽然南京长江大桥的改造方案最终没付诸实施,不过就在2006年5月,浙江湖州的屺风大桥完成了一次令人瞩目的“断骨增高”手术。这座重4000吨的大桥,用时3个月成功“长”高2.5米,创下当时国内桥梁整体一次顶升的最高纪录。        
       屺风大桥位于浙江千吨级航道——湖嘉申线湖州段上,是2003年通车的公路桥。但建成2年后,屺风大桥便面临尴尬:由于浙江从2005年起对包括湖嘉申线在内的“上海城建生命线”浙北内河航道进行升级改造,通航标高4.5米的大桥无法适应航道通航等级的提高。最终,浙江交通部门决定,让屺风大桥桥梁“长高”2.5米。        
       该省港航局解释说,如拆除重建,势必增加湖嘉申线建设成本,并影响周边交通,而进行整体提升,总投资仅是重建的1/3,且可大大缩短工期。      
       承担这项工程的是上海一家专业公司,该公司负责人介绍,屺风大桥的抬升工程,采用的是PLC液压同步顶升控制系统,先将桥柱无振动切割,相当于给大桥“断骨”,然后用千斤顶将主桥、引桥同时举起,桥面悬空后再进行连接并加强墩柱。整个过程全由电脑控制,同步误差精度小于2毫米。        
       屺风大桥的增高记录在2013年被刷新。当年3月,成都完成二环路上6座立交桥的顶升。其中红牌楼立交桥顶升高度达8.627米,是国内桥梁顶升的最大高度。        
上海为南京长江大桥“做示范”        
       近年来,国内陆续还有多座大桥完成“增高”手术,手法都如出一辙,即先“断骨”,然后顶起,再“接骨”。如2010年,兰州将有“天下黄河第一桥”之称的中山铁桥整体提升1.2米。该工程同样采用“千斤顶”整桥提升装置,抬高后桥墩与桥面之间的空隙通过混凝土浇筑后实现了桥墩“接高”。        
       2011年底,上海横潦泾大桥整体顶升工程完工,施工方使用112台200吨双作用液压千斤顶,将总重10408吨、跨径达295米的主桥桥体抬高了1.58米。该工程收到了世界纪录协会颁发的世界上最长、最重的桥梁整体顶升工程两项世界记录证书。        
       据上海城建市政集团介绍,如按传统的拆旧建新方式,整个工程需要大约3年时间,期间,同三国道、沪苏浙航运咽喉要道都会受到严重影响,且资金投入巨大。而采取桥梁顶升技术,相对于拆除重建总体造价成本降低一半,工期也缩短一半,同时施工时产生的建筑垃圾少、噪音等污染少。        
       该工程相关负责人还称,工程的顺利完成开创了我国大型桥梁顶升作业的先河,“为长江大桥等超大型桥梁的顶升作业提供了参考”。        
“增高”是松绑黄金水道的利器?        
       2011年,交通运输部主管的《中国公路》杂志刊登了篇题为《顶升技术,可否成为松绑黄金水道的利器?》的文章。该文称,“(上海)横潦泾大桥的大跨径梁桥顶升工程的实施,也让我们对南京大桥的顶升可能充满了憧憬。”        
       文章分析说,南京长江大桥由正桥和引桥组成。引桥为简支梁桥,对其分段顶升(10跨分成一联),该种桥梁顶升可参考横潦泾大桥引桥的顶升,顶升技术上不存在问题,现有技术可以解决。        
       南京长江大桥正桥为10孔连续钢桁梁组成,从上部结构形式上看,兰州中山桥整体顶升与南京长江大桥正桥均为连续钢桁梁结构,且兰州中山桥建造年代比南京长江大桥更早。从总长、下部结构形式、跨数、最大跨径、单墩重量、顶升所需控制点数来看,横潦泾大桥整体顶升与南京长江大桥正桥均接近。        
       不过,南京长江大桥需顶升10米以上方能充分发挥长江水运,从顶升高度来看,南京长江大桥假定顶升高度要比这两座桥高很多。超高度的桥梁顶升需要解决两个技术难题:一个是下部支撑的稳定问题,另一个是顶升中的偏位问题。        
       其中,下部支撑的稳定性包含两个方面:一个是顶升到位永久使用的稳定性,另一个是顶升过程中临时支撑的稳定性。        
       南京长江大桥下部桥墩高80米,若顶升10米,顶升后的高度为90米,比原结构增高约12.5%,这个增高比例较小,通过对接高墩的加固不会影响到下部结构的受力和稳定,对于顶升后的永久使用影响较小;在顶升过程中的支撑稳定性,可通过分次顶升等方法解决。对于顶升10米之高的水平偏位问题,通过计算机的同步控制完成可以控制在较小的允许范围内。        
       文章最后总结说,“从以上综合比较和分析来看,南京长江大桥整体顶升技术上的可行性较大。”        
也有专家反对“接肢”:可能造成灾难性后果        
       有赞成自然也有反对声。        
       尽管学术界多数认为,为长江大桥增高可行,但也有专家对此表示担忧。全程参与南京长江大桥建设的退休老工程师车家明曾表示,给长江大桥“接肢”的想法不符合实际,除技术上将面临无可想像的困难外,施工中也存在巨大的风险。        
       车家明称,根据杠杆原理“重量×重臂=力×力臂”,用在大桥上,整个桥墩的高度就是力臂,“接肢”12米后,公式左边没有变化,右边的乘积要大于左边。一旦火车紧急刹车,其产生的巨大水平制动力传递到桥墩基础上,大桥的稳定性必将遭到破坏,可能造成灾难性后果。        
       即使能“接肢”,千斤顶等设备的放置也是个大难题。整个大桥需要上百个千斤顶。而这些千斤顶只能放在墩帽,但实际上那里的空间很小。        
       车家明还表示,引桥部分的施工也困难重重。北岸的4孔引桥、南岸的17孔引桥,采用的都是双曲拱的结构,这种结构是大拱上面还有小拱,拱与拱之间是空腹的,其间填充的是泥土,为的是既能达到强度要求,又能减轻桥身自重。这种结构是一个死的结构,无法进行任何顶升作业。        
       此外,正桥顶升后,引桥必须延长数公里以减缓坡度,否则,汽车将从一个比大桥饭店还高很多的坡顶上“高台跳水”才能下地,这在现实中也是不可行的。        
挖条运河行不行?        
       除“断骨增高”,热心的专家们还提出了其他解决方案。        
       一是将南京长江大桥1~2个通航孔改为提升开启式。该方案的优点是改造技术难度小,工程量小,成本低;缺点是施工期间需中断大桥交通,改建后水路运输与陆路运输互相影响,通行效率低,对大桥外观改动较大。        
       二是修建船闸。该方案的优点是施工期间仅需中断部分航道,无需中断大桥交通;缺点是江内建造船闸影响通航效率,降低汛期泄洪能力,且降低闸室内水位需耗费巨大的能源;另外对大桥地段的自然景观也有影响。        
       最让人耳目一新的是“修建运河”,即绕过南京长江大桥修建一条满足通航要求的大运河,运河上修建桥梁或隧道。该方案的优点是建设期间不需要中断大桥的运输,运河及其配套水利设施的建成可以增加中下游地区的防汛调控能力。        
       但缺点同样明显,需要进行征地和居民搬迁,耗资巨大,估计费用200亿元左右,堪称劳民伤财。        
       但南京不做,并不代表着其他城市不敢想。        
       5月15日,有网络媒体爆料说,位于长江口的江苏南通可能在长江江边(南通段,靠近南通市这边,而不是靠近启东)直接挖一条运河直通黄海(长江入海口是东海和黄海交界处,南通段是黄海,上海段则是东海)。该运河将比较宽,长度约100多公里,两岸将规划大量船舶等先进制造业和海洋工业。        
       按照设想,未来船只可以直接从黄海通过运河驶入长江,避免了长江口涨潮落潮等带来的航道变化等负面影响。        
       据称,这是有关部门委托政府智囊机构在做的方案的内容一部分。也就是说,这不是学术机构的单方设想,很大程度上体现了政府意图。        
       如果上述消息属实,长江经济带建设的区域竞争之激烈,由此可见一斑了。 
责任编辑:谢春雷澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 南京长江大桥,断骨,增高