细节河流里的科技之光

　　■山东高速胶州湾大桥建设纪实⑤

　　《韩非子·喻老》有言：“千里之堤，毁于蚁穴”;亦有俗语：“细微之处见端倪”。无论任何事情，细节看上去都是那么微不足道，但却又决定了事情的成与败。山东高速胶州湾大桥同样如此，从开工到通车，细节河流里始终泛滥着科技的光芒。因此，一座举世注目的跨海大桥，闪烁着科技之光的细节同样魅力无穷。

　　2010年12月22日，天高云淡，碧波荡漾。随着最后一片混凝土箱梁的成功浇筑，胶州湾大桥历经四年建设的大桥主桥实现了胜利合龙贯通。这标志着包括三个通航孔桥和两个互通立交为主的大桥一期工程主体工程基本结束。但有谁知道，那一个个科技创新细节背后的秘密?

　　一种沥青的长途旅行

　　“大桥建设的差不多的时候，还得像姑娘们描眉画眼一样去修饰她。”听胶州湾大桥建设指挥部指挥长姜言泉讲有关大桥细节的故事，记者禁不住想起一个为许多人所淡漠，实际已困扰人们很久的问题：应当怎样理解并感觉一座大桥给予人类的博大、慈善以及爱意?

　　胶州湾大桥的建设过程，正是大桥人一次次挑战极限，一次次跃上世界桥梁技术新高度的过程。这个过程，无不通过细节展示出来。

　　三座航道桥的桥面沥青铺装，便是如此。

　　“不认识沥青，或许就不认识差距;不认识差距，何以知道胶州湾大桥上一粒沙子、一块石头、一种粘合的重要?”胶州湾大桥建设指挥部总工办副主任季辉对记者说。这话引发了记者诸多想象，试图从某些不为人知的小事中感受一座跨海大桥的博大、慈善以及爱意。

　　有首歌这样唱：“七月八月看巧云，海边看云景色新……”七月八月的胶州湾，海蓝水美，白云悠悠，但烈日当头。到了中午，烈日像熊熊燃烧的火炉倒扣在人们头上，任你大汗淋漓，气喘吁吁。那一刻，工地仿佛能够让人窒息。

　　2010年8月，胶州湾大桥三座航道桥的环氧沥青铺装，就在热浪中启动。

　　据季辉介绍，三座航道桥包括大沽河、红岛和沧口航道桥，三座航道桥是胶州湾大桥工程建设的重中之重、难中之难，也是大桥控制性关键节点之一，具有施工工艺复杂、难度大、施工风险高等特点。因此，三座航道桥上的钢桥面沥青铺装特点比较突出，因为全部使用环氧沥青。沥青铺装是大桥建设的最后一道工序，完成大桥桥面铺装工程总计需要铺筑33万吨沥青混凝土，工程总造价高达4.34亿元。

　　“沥青铺装说起来简单，但胶州湾大桥的沥青铺装和其他公路或大桥的沥青铺装完全不同。沥青铺层下面没有路基，通常是冷态钢箱梁和钢筋混凝土等结构，对沥青铺层没有保温作用，而且桥梁位置较高，风吹降温作用明显，沥青铺层容易降温，要求压路机必须具有较高压实效率，在尽可能短的时间内完成压实。”据了解，三座航道桥的桥面沥青铺装均采用双层环氧沥青混凝土结构，铺设完成后看上去与普通沥青桥面外观类似，但能较好地解决桥梁钢板与面层沥青之间的结合问题。“正是为了这一‘结合问题’，三座航道桥所用的环氧沥青全部从美国进口，它们可谓是跨越太平洋的长途旅行。”

　　“据说指挥部对沥青铺装安全质量管理特别严格，甚至到了挑剔的程度，是这样吗?”季辉听记者问出这样的话，情绪有些激动，他说建设的是一项百年工程，不允许出现一丝一毫的差错，“只有每一道工序、每一个环节上严格把关，才能真正铸建精品。”

　　季辉还告诉记者，在桥梁建设中钢结构与沥青紧密粘合一直是个大难题，国际上都没有很好的解决办法，目前只有美国环氧沥青技术还比较好。只是，山姆大叔的环氧沥青比较贵，每吨要花6万元人民币，比国内沥青贵了差不多10倍，三座航道桥光环氧沥青就花去6700万元。为配合山姆大叔的环氧沥青，还得从江苏镇江运来全国最好的石子。来自镇江的石子，每吨高达1000元，比山东本地石子贵了20多倍。

　　“美国进口的环氧沥青对骨料要求特别高，骨料是沥青铺装中与其相粘合的石子。”季辉从专业角度介绍，山东本土加工出来的石子虽然便宜，粒径却不均匀，结晶度也不高，镇江石子使用起来每一个面都能很好地与环氧沥青紧密粘合。

　　俗语言“一物降一物”，也许镇江石子青睐山姆大叔的环氧沥青，如果中国能造出可与山姆大叔媲美的环氧沥青，不知道建设一座跨海大桥要节省多少钱!

　　去年8月，记者在红岛航道桥施工现场感受到了环氧沥青铺装工作的精细。一袋袋石子整齐摆放在那里，精细的样子就像刚从超市里买来的真空袋装大米。季辉称，加工这样的石子其精细程度比加工大米要高许多倍。记者看到，作业区里的工人首先在桥面上铺一层粘合剂，而且分工明确，每一个步骤都有严格标准，每平方米桥面都要均匀铺设粘层剂，为防止在沥青面上留下痕迹，工程车辆在木板上行驶，工人都穿着鞋套。

　　山东高速路桥集团桥面铺装工程项目部经理张近海告诉记者，环氧沥青轧实之后最怕水，一滴汗滴到工作面上都可能鼓起一个包，慢慢结成饼状。哪怕天气再热，也禁止工人将水源带入工作区域。因此，正在作业的工人除了鞋上套着鞋套，脖子上还挂着毛巾，随时准备擦掉滴在作业面上的汗液。“从美国进口的环氧沥青十分贵，不能在我们手下造成半点损失。哪一片沥青铺装后因为技术问题结成饼子，都得起了重铺。”

　　细节造就了一座跨海大桥，细节培养了青岛海湾大桥的大桥精神。由此，禁不住想起“世界桥梁”之说。对于许多中国人，巴拿马运河似乎只是一个遥远的符号，直到1996年李嘉诚的“和记黄埔”通过国际竞标拿下运河25年经营权，国人的目光才再次投向已被遗忘的巴拿马地峡，想起那座在山姆大叔卵翼下度过85个春秋的“世界桥梁”。胶州湾大桥虽不能用“世界桥梁”来界定，但在中国桥梁史上一定会有自己的位置和高度。不能忘记的，是托着位置和高度的一粒石子，一滴汗水……

　　藏在简单里的“魔鬼”

　　与人类比较，蚂蚁十分渺小。但有时候，渺小带来的危害会无穷大。胶州湾大桥指挥部指挥长姜言泉称，大桥开建之初，他们就把着力点放在许多看上去很小的“蚁穴”之事上，比如“水下无封底混凝土套箱技术”。

　　近年来，我国建设跨海大桥和远离海岸线墩式码头的外海或海洋工程方兴未艾。桥梁工程承台和码头工程墩台均为基础工程，且处于外海潮位变动区，施工技术难度很大，作业人员和工程结构安全风险很高。因此，选择什么样的施工工艺，以及如何在浪高、流急、海况恶劣环境中进行海上承台或墩台施工，是摆在工程技术人员面前的重大技术难题。

　　“如果采用已有技术进行施工也行，但效果不好，工期难以保证。”姜言泉称，国内跨海大桥海上承台施工主要以钢围堰及钢套箱内浇筑封底混凝土创造承台干施工条件为主，其单个承台施工周期长、成本高、难度大、承台外防腐再处理也较为困难。为提高承台抗腐蚀能力，加快施工进度，提高经济效益，降低海上施工危险性，减少施工对海洋环境污染，他们采用了钢筋混凝土套箱优化承台施工工艺。

　　记者在《桥梁》杂志上读到介绍这一技术的文章，称其为“由混凝土套箱、钢套箱、吊装系统、反压系统、胶囊止水和焊接系统六部分组成，其中混凝土套箱是整个工艺的主体，胶囊止水是核心技术……”记者是门外汉，虽然将文章读了好几篇，又由姜言泉再三解释，依然难懂其中奥妙。后来，经总工办主任蔡建军“开小灶”，才弄清了整个工艺流程和作用。

　　“这样一项包含着科技之光的低碳技术属世界首创，对外人来说用简单的方法去思维可能很快就能明白其中道理，如果通过复杂的建桥原理释解，那会越说越迷糊。”蔡建军简捷地介绍，传统的海上承台都是钢围堰施工，要投入大量结构材料，还得按照耐久性规范中关于“新浇钢筋混凝土6周内不宜与海水接触”规定进行，相当困难。但采用水下无封底混凝土套箱技术后，可在岸上进行预制，并能够一次成型，然后运到海上安装，其过程从预制到海上施工也就十几天。混凝土套箱放到海里后代替了传统技术中的钢围堰，减少了钢材投入，施工完成后套箱不需拆撤，能成为承台的一部分，等于给承台加了一层盔甲。其核心部分是混凝土套箱底部有四个穿通桩柱孔，需四个胶囊止水。“胶囊事先不用充气放在套箱里，等四个桩柱穿过后再为胶囊充气使其体积膨胀，防止进水，然后在套箱中注入1.6米高海中混凝土，使其与整个承台成为一体。”

　　据悉，这项技术的主创者就是胶州湾大桥建设指挥部指挥长姜言泉。大桥开建之初他就开始研究琢磨，先是与以往的经验进行比对，又到杭州湾大桥实地学习，但最后还是从一位医生那里听说治疗急性胃出血放置气囊受到启发。“气囊开始不充气，放置好再充气就能止住胃出血，‘水下无封底混凝土套箱技术’就是这样一个原理。”

　　科学是复杂的，科学也是简单的，哪怕世界上最难以释解的哥德巴赫猜想，数学家找准那条独特的简单路径，同样能够获得通往“皇冠上明珠”的钥匙。姜言泉所琢磨的“水下无封底混凝土套箱技术”，其“魔鬼”应该就是四个充气胶囊，它们藏在简单里，但也蕴涵在复杂中。没有过硬的技术理解，没有多年的施工经验，没有锲而不舍的攻坚克难精神，这种简单与复杂，也就不可能在实践中得到完美融合。

　　作家徐迟在报告文学《哥德巴赫猜想》里说过这样的话：“大凡科学成就有这样两种：一种是经济价值明显，可以用多少万，多少亿人民币来精确地计算出价值来的，叫做‘有价之宝’;另一种成就是在宏观世界、微观世界、宇宙天体、基本粒子、经济建设、国防科研、自然科学、辩证唯物主义哲学等等之中有这种那种作用，其经济价值无从估计，无法估计，没有数字可能计算的，叫做‘无价之宝’。”姜言泉和他的团队所琢磨出来的“水下无封底混凝土套箱技术”，当然是“有价之宝”，因为采用这项技术进行海上承台施工，每一个承台可节省费用3.5万元，施工周期平均减少8天，而施工完成后砼套箱不拆除还可作为承台保护装置，避免了承台受外界腐蚀。这项成果开发应用以来，在大桥八个合同段的378个承台施工中得到应用，节省工作日13608天，节省开支5186万元，该技术还因此获得国家发明专利和实用新型专利以及中国公路学会2009年“科技进步特等奖”，这项研究的核心技术还在世界最大桥隧结合工程——港珠澳大桥设计中得到推广应用。

　　据了解，整个胶州湾大桥建设工程高精尖技术课题多达45项，“水下无封底混凝土套箱技术”只是其中一个细节。正如总工办主任蔡建军所言，是水泥混凝土降温研究、通航孔桥上的耳板锚固方式、低桩承台实验等，一系列闪烁着科技之光的创新细节托起了长龙卧波般的胶州湾大桥。