中新社南寧6月12日電 題：中國拱橋為世界貢獻了什么？

——專訪中國工程院院士、廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院教授鄭皆連

作者 黃艷梅 陳秋霞

今年2月，世界最大跨徑拱橋——廣西南丹至天峨下老高速公路天峨龍灘特大橋建成通車。這是世界首座跨徑超600米的拱橋，實現(xiàn)了混凝土拱橋的“百年跨越”，成為世界拱橋發(fā)展史上又一座里程碑及中國橋梁國家“新名片”。

當(dāng)前，中國拱橋無論是建造技術(shù)還是數(shù)量，都已挺進世界前列。作為天峨龍灘特大橋總設(shè)計師，中國工程院院士、廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院教授鄭皆連近日接受中新社“東西問”獨家專訪，對中國現(xiàn)代拱橋的設(shè)計、建造創(chuàng)新亮點以及中國拱橋技術(shù)發(fā)展成就進行解讀。

視頻：【東西問】鄭皆連：中國拱橋為世界貢獻了什么？來源：中國新聞網(wǎng)

現(xiàn)將訪談內(nèi)容摘要如下：

中新社記者：中國橋梁建設(shè)歷史悠久。橋梁結(jié)構(gòu)可基本分為拱橋、斜拉橋、梁橋、懸索橋四大類型，其中拱橋的歷史源遠(yuǎn)流長。中國拱橋經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程？目前，中國拱橋建設(shè)處于什么水平？

鄭皆連：公元282年左右中國出現(xiàn)石拱橋，公元605年中國建成了世界第一座敞肩石拱橋——趙州橋，跨徑37.02米，拱圈上有4個小拱，可減輕上部結(jié)構(gòu)自重，改善拱腳受力，它為拱橋增大跨徑找到了一條正確路徑。這個石拱橋跨徑紀(jì)錄在中國延續(xù)1300余年，一直到新中國誕生后才被打破。

在新中國，石拱橋繼續(xù)被大量修建，最大跨徑是2000年建成的山西晉城至河南焦作高速公路丹河橋，凈跨徑146米，雖居世界前列，但因為拱架的安全性和費用高問題，繼續(xù)增大石拱橋跨徑已意義不大。

然而，中國鋼拱橋、混凝土拱橋跨徑曾長期遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界。其中，混凝土拱橋方面，1980年前南斯拉夫已建成跨徑390米KRK橋，中國1985年建成涪陵烏江橋，跨徑才達200米。鋼拱橋方面，美國1977年建成新河谷大橋，跨徑518米，1993年中國建成九江長江大橋主跨216米，才突破200米大關(guān)。

直到近20年，中國建成的鋼拱橋、鋼管混凝土拱橋、混凝土拱橋等各個門類拱橋跨徑均超過國外，居世界第一。按拱橋跨徑大小排序，全世界前十座拱橋中，中國占8座，還囊括了前六。尤其是2024年2月建成通車的天峨龍灘特大橋，把混凝土拱橋世界紀(jì)錄一次提高155米，且中國擁有全部技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)。天峨龍灘特大橋比同橋位斜拉橋方案概算少1.25億元人民幣，剛度大7倍。簡言之，目前中國拱橋建造技術(shù)總體居世界前列。

世界最大跨徑拱橋——天峨龍灘特大橋。廣西交通投資集團 供圖

中新社記者：廣西是拱橋設(shè)計建造的代表性省區(qū)之一。以廣西平南三橋、天峨龍灘特大橋為代表的現(xiàn)代拱橋，克服了哪些重大技術(shù)難點？取得了哪些突破性技術(shù)創(chuàng)新？

鄭皆連：廣西在20世紀(jì)六七十年代就利用斜拉扣掛懸拼拱肋預(yù)制節(jié)段技術(shù)，建成了40余座跨徑100米左右的鋼筋混凝土拱橋，其單位造價與30米簡支梁持平，使廣西成為中國修建拱橋最多的省區(qū)之一。近年來廣西更是取得了系列重大突破，代表性橋梁就是平南三橋和天峨龍灘特大橋。

平南三橋主橋為鋼管混凝土拱橋，計算跨徑560米，建成時居世界各類拱橋跨徑第一。平南三橋主要技術(shù)創(chuàng)新有：發(fā)明了適用于非巖地基的“地連墻+混凝土承臺+卵石層注漿”復(fù)合橋臺基礎(chǔ)；發(fā)明了力主動控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的剛度被動控制，拱桁懸拼過程中的塔頂水平位移從分米級下降到厘米級，同時使吊扣塔大幅度瘦身；發(fā)明了拱桁懸拼過程中一次張拉不調(diào)索、一次拆除扣索技術(shù)；研發(fā)了收縮可控制的管內(nèi)混凝土，解決了制約鋼管混凝土拱橋發(fā)展的最大技術(shù)瓶頸。美國工程院院士、中國工程院外籍院士鄧文中指出，平南三橋建造技術(shù)代表鋼管混凝土拱橋最高水平。

平南三橋。鐘健 攝

天峨龍灘特大橋是世界首座跨徑600米級的混凝土拱橋。在前期中國工程師發(fā)明的鋼管混凝土骨架代替型鋼骨架、調(diào)控澆注外包混凝土過程骨架時程應(yīng)力及降低永存應(yīng)力這兩大混凝土拱橋核心技術(shù)的基礎(chǔ)上，天峨龍灘特大橋在建造中主要解決了以下技術(shù)難題：一是提出了勁性骨架強勁度的合理選擇準(zhǔn)則；二是通過合理分環(huán)和科學(xué)設(shè)置多工作面同時澆注，兼顧了結(jié)構(gòu)時程應(yīng)力抑制和現(xiàn)場施工時效，實現(xiàn)了拱肋外包混凝土的安全、快速施工；三是收縮補償精細(xì)設(shè)計和工作性能調(diào)控雙管齊下，實現(xiàn)了28000立方米拱圈外包混凝土不開裂；四是采取綜合結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施，使跨徑600米混凝土拱橋成橋應(yīng)力水平與已建成的跨徑416米混凝土拱橋持平；五是建立了拱肋縱向配筋優(yōu)化方法，使縱向配筋減少到原方案的1/16。該橋建成后還經(jīng)受了位于震中遭遇4.4級地震的考驗，大橋安然無恙。

中新社記者：從“中國第一石拱橋”趙州橋開始，到“世界最大跨徑拱橋”天峨龍灘特大橋的落成，中國拱橋建設(shè)跨越式發(fā)展的內(nèi)在動力是什么？

鄭皆連：首先，中國有拱橋基因，1400年前就建造了聞名世界的趙州橋。拱橋受力十分合理，剛度大、耐久性好。但圬工拱橋拱圈1400年來都要支架施工，跨徑難于增大，支架費用越來越高，直到1968年中國工程師創(chuàng)造了無支架施工方法，使拱橋跨徑增大成為可能。經(jīng)過長期研究，中國工程師較好解決了拱橋的施工風(fēng)險問題和降低大跨徑拱橋施工費用問題。此外，近30年來中國高速公路和高速鐵路大規(guī)模發(fā)展，對拱橋建設(shè)提出了迫切需求。

以上幾方面因素共同促使中國在拱橋數(shù)量和跨徑上的快速發(fā)展，創(chuàng)造了世界橋梁發(fā)展史上的奇跡。

2023年3月，中國工程院院士、廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院教授鄭皆連向參加第二屆世界大跨拱橋建造技術(shù)大會現(xiàn)場觀摩會的嘉賓介紹天峨龍灘特大橋建造有關(guān)情況。陳冠言 攝

中新社記者：中國拱橋?qū)κ澜鐦蛄航ㄖa(chǎn)生了何種影響？與其他橋梁建設(shè)強國相比，中國拱橋建造還有哪些努力的空間？

鄭皆連：無支架施工是傳統(tǒng)拱橋和現(xiàn)代拱橋的分水嶺。拱橋無支架施工技術(shù)起源于中國，在國外也被廣泛采用，極大地提高了施工安全性和經(jīng)濟性。中國在拱橋建造技術(shù)上的進步和實踐經(jīng)驗，為國外在建造大跨度橋梁時提供了一種剛度大、耐久性好、造價低的比較方案。

具體來說，鋼管混凝土拱橋源于蘇聯(lián)，但由于沒發(fā)揮該橋型的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢、施工優(yōu)勢，從而喪失了經(jīng)濟優(yōu)勢，僅建成兩座便被市場淘汰了。20世紀(jì)90年代起，中國工程師利用自己開發(fā)的斜拉扣掛技術(shù)、轉(zhuǎn)體技術(shù)架設(shè)鋼管拱桁，真空輔助壓力連續(xù)灌注管內(nèi)混凝土，提高了質(zhì)量，降低了造價，縮短了工期，建成了鋼管混凝土拱橋近500座，最大跨徑達560米。所以有充足理由說，具有工程價值的鋼管混凝土拱橋是中國工程師開發(fā)的。

中國工程師對勁性骨架混凝土拱橋的貢獻也是多方面的，其中包括用鋼管混凝土拱桁代替鋼拱桁作勁性骨架，用鋼量降低50%；開發(fā)了分環(huán)、多工作面澆注外包混凝土和斜拉索調(diào)載技術(shù)，推動拱橋建造數(shù)量增加，跨徑持續(xù)增大。

但須意識到，中國在結(jié)構(gòu)計算軟件、施工智能化方面與國外還存在差距，需要我們長期努力去實現(xiàn)趕超。

中新社記者：中國拱橋建造技術(shù)曾流傳到日本、印度、斯里蘭卡等國家。中國拱橋?qū)Υ龠M中國與各國文化交流方面發(fā)揮了何種作用？

鄭皆連：橋，在中國文化長廊中極富魅力，它不僅具有實用功能，還是各歷史時期的文化標(biāo)本，更是各國家之間溝通交流的文化符號。中國古代石拱橋建造技術(shù)遙遙領(lǐng)先世界，向世人彰顯了中國古人的智慧。《馬可波羅行紀(jì)》就稱贊盧溝橋在世界上無與倫比。

近年來，中國鋼管混凝土拱橋和混凝土拱橋在跨徑和建造技術(shù)方面居世界前列，大大增強了中國橋梁技術(shù)在海外工程建設(shè)市場的競爭力。目前，“一帶一路”交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼，隨著中國橋梁施工企業(yè)不斷在世界各國建造大型拱橋，也將搭建起中外文明交流互鑒的文化“橋梁”。(完)

受訪者簡介：

中國工程院院士、廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院教授鄭皆連接受中新社“東西問”獨家專訪。陳冠言 攝

鄭皆連，路橋工程專家，中國工程院院士，教授級高級工程師，廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師。1968年首創(chuàng)中國雙曲拱橋無支架施工新工藝，解決了不立拱架修建拱橋的難題。在調(diào)控勁性骨架混凝土拱橋澆注拱圈混凝土過程中發(fā)生的瞬時應(yīng)力及降低拱圈永存應(yīng)力的研究和實踐取得了重大突破，指導(dǎo)了世界最大跨徑鋼管混凝土拱橋、勁性骨架混凝土拱橋成功建設(shè)，成果獲得國家科技進步獎3項，國家專利優(yōu)秀獎2項，獲李國豪橋梁原創(chuàng)技術(shù)獎及茅以升科學(xué)技術(shù)獎——橋梁大獎。