创造跨越江海的“中国奇迹”

      ——记中国工程院院士、中铁大桥勘测设计院集团有限公司总工程师高宗余

     房子看高，桥梁看跨。桥梁的主跨长度，是衡量桥梁技术水平和建设能力的重要标志。跨度越大，意味着用材量大、自重大、相应的建设难度也越大。

     20多年前，中国修建跨径440米的桥梁曾广受西方质疑，而如今的中国，跨径超千米的大桥已不新奇。世界最大（长）跨径悬索桥、斜拉桥、跨海大桥的前十座，中国均占据半壁江山甚至更多。

     伴随着桥梁跨径的延长，我国的桥梁工程技术不断创新超越。

     中国工程院院士高宗余，就是实现这些超越的主导者之一。他在桥梁建造领域兢兢业业奋斗36年，主持修建的大桥创下多项世界纪录，斩获多项国际大奖，为我国桥梁工程技术发展做出了重要贡献。

01.创新

     一次次突破造就多个“世界之最”

     时间倒回20年。21世纪初，随着京广高铁的修建，高铁如何跨越长江，连通大江南北，成为人们关注的话题。

根据京广高铁路线规划，需要在武汉天兴洲修建一座公路、高铁两用大桥。大桥南起武汉青化立交桥，跨过浩浩长江，直抵江北的汉施立交桥。

     在长江上修建公铁大桥，上要确保汽车、高铁安全通行，下要确保各种吨位的轮船顺畅通航，这就要求大桥的主跨要达到500米以上，一系列的挑战也随之而来。

     与普通公路桥、铁路桥相比，公铁两用大桥通常“上层跑汽车，下层跑火车”，一条高铁的载重量相当于4条高速公路。天兴洲大桥为四线铁路和六车道公路共用的大桥，其中有一条双线高铁，四线铁路加上六车道公路，总载重量相当于34车道公路。

     跨径如此之大，载重如此之多，如何确保大桥的安全牢靠，这就是技术难点所在。

     没有现成的方案，一切都需要创新。以往的公铁两用桥最多只有两线铁路四车道公路，这类桥梁都采用“两主桁”结构。而这放在天兴洲长江大桥上显然不适用。

     怎么办？高宗余和团队经过审慎考虑，认真推演，大胆提出了一个全新的方案——那就是“三索面三主桁”结构，而这个方案在当时世界上没有先例。

     方案一提出就引起了热烈的讨论，尤其是一些外国专家不断发出疑问：增加一面斜拉索后，大桥结构受力复杂，如何确保桥梁安全？ 悬臂安装时对接点多，施工架设难度大，如何确保桥梁能顺利建成？

     高宗余带领团队开展了关键技术研究。根据无应力状态理论，研发了具有自主知识产权的设计软件，获得了大桥施工建造全过程的精准控制力和变形指标，全面论证了大桥的行车性能；针对三片主桁悬臂安装对接点多的特点，研制成功载重700吨的自动控制架梁吊机，实现桁段架设中的多点起吊和精确对位。

      难题一一解决。

     与以往的“两索面两主桁”结构相比，“三索面三主桁”结构行车性能好，节省用钢3300吨，节省工程造价1.1亿多元。

     2009年12月26日，主跨504米的武汉天兴洲公铁两用长江大桥胜利建成通车，使得高铁第一次跨越了长江。我国的高铁版图、交通格局，由此翻开了新的一页。

      这座大桥建成后，通过的列车和汽车无数，为国家的经济社会发展作出了贡献，收获了诸多“中国之最、世界之最”。

      2010年6月，荣获了有世界桥梁界“诺贝尔奖”之称的乔治·理查德森奖。2013年，荣获国家科技进步一等奖。“三索面三主桁”也开创了一个全新的斜拉桥结构，此后多数大跨度桥梁都采用这种结构。

      破题和创新一直是高宗余桥梁设计生涯的主题：主持设计我国第一座跨海大桥——上海东海大桥外海段时，高宗余和同事们提出了“预制、整体、工厂”概念，大大提高了建桥效率；主持设计郑州黄河两用公铁大桥时，将钢桁梁设计成独特的倒梯形，上宽下窄，上层为双向六车道国道公路，下层为高速铁路，为世界首次采用……

      正是这一次次的突破和创新，成就了我国桥梁建设的多个“世界之最”，帮助中国桥梁建设从跟跑、并跑走向了领跑，在世界绽放光芒。

02.担当

     铺就“中国跨度”传奇

     南通与苏州，一个在长江之北，一个处长江之南，一江之隔，使两地交通面临巨大阻碍。曾几何时，从南通到苏州、上海，需要绕一个大弯，“南通不通”成为许多人心头之痛。

      伴随着长三角一体化发展战略的推进，打通交通梗阻，架设沪苏通长江公铁大桥，成为人们的期盼。

      2005年，高宗余受命进行沪苏通长江公铁大桥的选址，综合各方面的考虑，最终决定采用南通九圩港到苏州张家港之间的桥位。

      然而，这里临近长江入海口，长江江面比上游、中游更加宽阔，穿梭往来的船舶也更多，对桥梁跨径要求更高。沪苏通长江公铁大桥桥位确定后，一计算，大桥的跨度要超过千米，达到了1092米！而当时国内外同类型的桥梁，跨度最大的才630米，而且还在建设中，从630到1092米，跨度一下提高了70%。

      这为大桥的建设带来不少难题：跨度越大，用材急剧增长，自身重量也会增加，据统计，大桥建设用钢量达48万吨，相当于12个“鸟巢”，如此大的重量，大桥自身能否承受得住？跨度大，能否跑高速列车，其抗重是否足够？桥的跨度过大后，如何更好地防风防震，桥的动力响应如何设计，这也是个问题……

      在桥梁设计领域有一种说法，很多方案从理论上看起来是可行的，但是到底能不能落地，就要考虑多方面的因素，而这一切都是未知的，都需要桥梁设计者根据自己的经验、知识做出判断。所以面对从未建设过的桥梁类型，拍板往往是最难的，这考验着决策人的胆识、决心和能力。

      “能不能行？”“是不是步子迈得大了些？”大家心里都没底，把目光投向高宗余。

     高宗余深知自己的责任，这座桥梁直接影响着长三角一体化战略，只能成功，不能退缩。但他也深知，担当不仅需要不畏困难的勇气，更需要科学严谨的态度，只有深入论证，科学决策，才能圆满完成任务。他一遍一遍走访，一遍一遍计算推演，基于多年的经验、缜密的分析，认为可以完成，最后拍板——做！

      经过多年的建设，沪苏通长江公铁大桥顺利建成通车。大桥全长11.07公里，主跨1092米，集国家干线铁路、城际铁路和高速公路于一体，可抵御14级台风、8级地震、10万吨级船舶的撞击。桥上高铁飞驰，桥下的长江上，大大小小的轮船，包括10万吨、15万吨的巨轮依然能够来往自如。南通与苏州、上海之间，从此有了便捷的通道，这片长三角的重要区域，从此更加紧密地融合在了一起。

     中铁大桥局和中铁大桥院，是一个拥有庞大的科技创新群体的团队，被誉为“中国建桥第一军”。身为总工程师的高宗余，是这个群体的技术带头人。

     近年来，中铁大桥院承担了很多创造世界纪录的桥，作为技术带头人，这些桥梁建设中都有高宗余的身影，一些重大的技术创新，都离不开他决策的支持。一遇到问题瓶颈，他总会身先士卒、挺身而出，解决问题。

     设计二院院长傅战工提起了一桩事：南京仙新路长江大桥主跨1760米，建成之后将是目前国内最大跨度的桥梁。桥的跨度大、梁却比较窄，这种情况下抗风就成了问题，要么把梁做得更高，但是钢结构的制造难度和运输难度就增大，要么干脆就把桥做宽一点，但又会造成浪费。工程师们犹豫了，不知道往哪个方向努力，建设时间又很紧急，耽误不得，急得他们满头大汗。

     高宗余了解情况后，经过思考，提出解决方案：宽度不要人为的增加，高度不要人为的箱梁，在梁的气动外形上做文章。大家按照这个思路去做了，既没有加宽也没有加高，而是和科研单位一道反复试验，把梁的形状设计成不同的样子，最后抗风能力真的顺利通过了测试。

      这样的例子在高宗余工作中数不胜数，他的这份担当也有力地推动了我国桥梁建设技术的发展：他和团队系统构建了高铁大跨桥梁建造成套技术，使我国高铁桥梁在跨越能力、承载能力、建造技术、行车速度等方面均处于世界领先地位；研发的复杂环境下跨海桥梁建造技术，为我国跨海桥梁工程建设提供重要技术支撑……

03.笃实

      带领中国桥梁继续领跑

     在中铁大桥院，提到高宗余的技术能力，大家都会竖起大拇指：上世纪80年代，我国没有现成的桥梁设计软件，他就自己做了“斜拉结构软件系统”，至今仍在国际上处于领先地位；他基本功扎实，“一张图纸交到他手上，一眼就能看出哪里不对”；他知识储备丰富，国内外各种技术流派都如数家珍，大脑里仿佛有一个“资料库”……

     而他付出的辛苦却是不为人知：他的办公室里一整墙的书，别人在娱乐休息，他在阅读钻研；建长江二桥时光数据就能汇总成一本100多页的书，一边编程序，一边做计算，一边不断完善，上万个数据，算一遍要10个小时，就这样硬是干了半年；作为总工，院里每一个技术方案都需要他签字，他深知责任重大，压力大的时候经常失眠掉头发，吃饭睡觉脑子里还一直转着事。

     他看上去儒雅温和，为人也低调谦虚，但涉及到技术的问题，却从来不含糊，一点通融都不给。

     中铁大桥院的青年工程师一来就知道，在高宗余这里，做不了“差不多先生”。

      他问得很细，还喜欢追问：数据报出来，他问核过没有，谁核的，用什么算出来的，采用了什么理论，这个理论放这里合不合适，为什么觉得应该这么做，有些小伙子事先没做准备，被问得急了，直接挤出差不多、多少左右，他当即严厉：你不能差不多，该多少就是多少！

     但在青年工程师的眼里，他又是个好老师。中铁大桥院常务副总工程师肖海珠只比高宗余小7岁，跟高宗余共事20多年，他却说自己是他实打实的“徒弟”。“刚开始我只有书本知识，他就手把手教我。有一次一个斜拉桥数据总是不对，又着急要，我急得不行，他就放下手中的工作，一点一点帮我查错，不厌其烦。”肖海珠说，“他在传授技术上从来是毫无保留，生怕你学得太慢，恨不得一下子就培养成材。”

     在技术上，高宗余从来都是顶在前面，而抛头露面的事，他却总是一再地推。沪苏通长江公铁大桥通车典礼上，大伙叫了他好几次，他都一直推辞，“您是桥梁的总设计师啊，去是应该的！”还是不去，“这些都是大家的功劳”，最后大伙只有把他硬拽了去。

     开评审会，他也是最后一个发言，“我要是第一个发言，很有可能给人定调子的感觉，我不想大家因为我是总工而不愿提出不同的意见。”

     说起未来的规划，他滔滔不绝，要面向国家重大工程建设需要，展开大跨度桥梁、跨海大桥、险峻山区大桥等新一轮的研究；要把新材料和新装备自主研发的这个产业制高点拿下，促进我国的产业技术进步……而问及到底主持设计多少座桥梁时，他一愣，随即笑道：“30多座？领导一直让算一个准确的数字，我说不用了，多少不重要，这又不是我个人的成绩，都是集体努力的结果。”

     世界桥梁界有这样一句话：世界桥梁建设20世纪70年代以前看欧美，90年代看日本，21世纪看中国。

      我国桥梁建设经过多年的努力，如今迎来了21世纪的“超越”阶段，“十三五”期间，我国设计建造的桥梁创下多个世界第一，被誉为桥梁建设的“中国奇迹”。未来，在以高宗余为代表的众多桥梁建设者的努力下，必将将这个奇迹一直续写下去。