【第122期】人生因橋而出彩:敢為世界先的大陸橋樑專家高宗餘

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高宗餘在20多年前編寫的「斜拉結構軟體系統」,至今仍在國際上處於領先地位。

文/齊中熙

高宗餘設計的武漢天興洲長江大橋獨攬全球公路、鐵路兩用斜拉橋「跨度、荷載、速度、寬度」四項世界第一。他還是正在建設的滬通鐵路長江大橋設計者,這將是世界上首座跨度超過千米的公路、鐵路兩用斜拉橋。

一座座大橋描繪出他事業的軌跡,他的人生也因橋而出彩。

設計敢為世界先

作為大陸土木工程學會橋樑及結構工程分會副理事長、中鐵大橋勘測設計院集團有限公司總工程師,高宗餘在中鐵大橋設計院被尊稱為「高大師」。

1990年,高宗餘剛滿26歲,就參與武漢長江二橋的設計工作,負責力學計算。長江二橋當時是亞洲第一跨,僅涉及的資料就匯總成一本100多頁的厚書。當時大陸還沒有相關的計算軟體,高宗餘就自己編寫程式計算。上萬個資料,算一遍就要10小時。高宗餘硬是這樣幹了半年。時隔20多年,他當時編寫的「斜拉結構軟體系統」仍在國際上處於領先地位。

2001年,他在設計大陸第一座跨海大橋——上海東海大橋過程中,遇到前所未有的挑戰:橋址所處水域的海水對鋼材有腐蝕性,而且一年中有180天刮著六級以上大風。

他大膽設想將每片重達兩千噸的巨樑全部在陸上工廠整體預製,再由專用船舶運到海上拼裝。這種新型建橋法開創了世界橋樑先河,大大提高建橋效率,使全長32.5公里的東海大橋不到4年就竣工完成。

2004年,在主持設計鄭州黃河公鐵兩用大橋時,為解決上下層橋面寬度差較大的難題,高宗餘將鋼桁樑設計成獨特的倒梯形,上寬下窄,上層為設計時速100公里的雙向六車道國道公路,下層為設計時速350公里的高速鐵路,為世界首次採用。

專注才能讓夢想變現實

在29年建橋生涯中,最令高宗餘印象深刻的是規劃建設滬通鐵路長江大橋。他認為長江是全世界最繁忙的航運通道,為保證黃金水道暢通,節約投資,大橋應按鐵路、城際和公路共用通道過江設計,形成綜合性過江通道。幾經篩選、優化,大橋設計方案最終採用斜拉橋的橋型,使大橋能夠適應大跨度重載的需求。

滬通鐵路長江大橋設計規模是世界第二、中國最大的斜拉橋,集國鐵、城際鐵路和高速公路於一體。大橋主塔高325公尺,為世界最高的橋樑主塔;主跨度1092公尺,建成後將是世界最大跨度公鐵兩用斜拉橋。滬通鐵路長江大橋將於2019年10月建成通車。

建一座橋書寫一個紀錄

高宗餘常說:「創新的目的不是標新立異,而是不斷進步」。

大跨多塔纜索橋是跨江跨河橋樑中提供多孔寬大航道的最經濟、最合理的解決方案,但卻存在諸多難題。以多塔懸索橋為例,如何在保證主纜抗滑安全的同時,提供足夠的主樑剛度一直難以攻破。

為攻克這一難題,高宗餘主持開展大跨度三塔懸索橋關鍵技術研究。在泰州大橋、馬鞍山大橋、武漢鸚鵡洲大橋三座大跨度三塔懸索橋設計中,高宗餘根據不同水文條件,研究採用不同的中塔結構形式,既實現可通航水域的大跨全覆蓋,又使大橋的主要結構工程量減少一半,使中國成為世界上率先修建大跨度多塔懸索橋的國家。

高速鐵路橋樑的設計建造是高鐵成套技術的關鍵部分。此類橋樑多採用多種交通功能合建於一橋的方式,對承載能力要求很高。在武漢天興洲長江大橋方案設計中,高宗餘帶領工作團隊,深入開展大跨度鐵路鋼桁樑橋新結構研究,首創三索面三主桁的鋼桁梁斜拉橋新結構,使高鐵跨越長江從可能變為現實。