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超级工程:李克非老师与世界第八大奇迹港珠澳大桥

2016-10-20 舒波 清华研读间
编者按
港珠澳大桥修通之后将会联通香港、珠海、澳门,被BBC称为世界第八大奇迹,热播纪录片《超级工程》对它也做了详细报道。

文 | 舒波
 
在伶仃洋上搭建沟通大陆与港澳的桥梁,是中国桥梁工作者多年来期待被落实的构想。曾经,鉴于该海域复杂的洋流情况,海水对建筑材料的腐蚀严重,工程师们在要兼顾经济效益和生态效益要求下,对该构想的实施望而却步。
2008年,国家集中了国内最优秀的桥梁建设工程师,开始针对港珠澳大桥项目进行初步设计,局面有所改善。2010年,港珠澳大桥的现场详细设计正式启动。预计到2017年9月,该项目将正式完工。彼时彼刻,将会有一条连接珠江三角洲与香港、澳门地区的大桥横跨伶仃洋,去完成几代人的梦想。它将使得那片经济蓬勃发展地区的联系更加紧密,为整个区域带来更为强大的生命力。
在这项「超级工程」中,我们看到了活跃在建设岗位上的清华身影——李克非教授带领下的清华大学土木系团队。
   残酷环境下的严苛标准
在港珠澳大桥项目中,李老师带领的清华大学土木系团队主要研究课题是「混凝土钢筋在强腐蚀条件下的耐久性设计」。经调查,该桥所处水域的氯离子浓度高,对浸没在海水中的混凝土钢筋材料的具有极强的腐蚀性。而当时,国家政府提出的耐久性要求是大桥能够在该片海域屹立120年之久,在工程上要达到95%的保证率。而一般用于施工建设的混凝土钢筋,即使暴露在空气中,其寿命也只有50年。要在如此严酷的环境下达到120年的高标准耐久性要求,这在世界工程史上也是一个超级难题。
李克非老师在谈到这一挑战的时候,说:「我们研究的课题是一个工程问题,它与实验室中研究的科学问题不一样。科学问题在研究过程中,实验可以失败99次,只要有一次成功了就可以获得足够的数据来进行分析。但是工程问题不一样,95%以上的保证率不是给你的项目安全系数打个95折,而是你在100次的建设中,出错只能少于5次,而且失败的代价是非常惨痛的。

为了攻克桥体混凝土钢筋耐久性的难题,课题组一方面吸收前人工作经验,在工程单位的协助下搜集了该地区前30年的工程项目数据,作为对该地区研究的现实基础,以此来分析该地区水文条件和施工环境;一方面充分发挥自身在理论上的优势。清华土木系主持完成国家耐久性规范,经常与世界水平的团队互动,因此在技术手段与设计思想等方面具有国际化一流的水平。这使得团队在项目攻坚阶段具有明显的优势。历经多次调研、认真设计、反复修正、推翻以及再设计等过程,团队确定最终方案,投入项目建设。
   传承至今的民族科研精神
在落实李老师团队方案过程中,课题组派出两位研究生去现场。他们的任务是去伶仃洋的一个小岛上参与隧道沉管的施工。该岛是当年清朝政府铁甲舰「桂山舰」的沉没地点,以此得名,叫桂山岛。
岛上生活条件艰苦,而紧密的项目进度安排又不容片刻的松懈。回忆起当时在岛上参与施工的情状,李老师说:「在那个岛上做实验,条件相当艰苦,淡水和食物都是靠摆渡船拉上去的,那就更谈不上娱乐了」。在他们去岛上之前,项目建设公司的一些工程人员一直在岛上坚守。在和他们的交流过程中,还发生了一件有意思的事情。李老师说:「我当时在那边与他们交流的时候,发现他们说话语速相当快,有时候根本听不清楚。」一开始,李老师还不知道原因。过了几天之后,他发现:岛上一面是山地,已被施工器械挖掘了一部分,当时海风特别大,几乎早晚都有。因此,一旦起风就会扬起很大的沙尘。当地工程人员跟李老师说:「讲话一慢就是一嘴的沙子!

在进行项目施工的过程中,像他们一样坚守在岗位第一线、与残酷环境作斗争的科研及工程人员还有很多。李克非老师回忆参与项目的那段时光,脸上充满了自豪。他表示,正式因为有了众多科研人员的努力,才有了港珠澳大桥主体最终的建设完工,虽然我们国家可能没有国外发达国家先进的管理方法和硬件设备,但是中国人努力、勤奋的特点以及吃苦耐劳的精神,让我们能在这样艰苦的条件下完成如此高难度的超级工程的建设。
正是坚持不懈的攻坚勇气与大巧若拙的工程智慧,才让飞跃伶仃洋的港珠澳大桥成为了两岸之间真实的纽带。李老师在评价大桥项目时自豪地说:「在技术水平上,不敢说是最领先的,但绝不落后,在国际上,港珠澳大桥应属于上乘之作。」话语间,李克非老师拿来与港珠澳大桥及其建设团队作比较的,正是国际上享有盛誉的丹麦大、小贝尔特桥和COWI公司。
港珠澳大桥建设完成之后,广东、香港、澳门这三个经济总量占全国10%左右的地区将会彻底沟通。同时,大桥将会把物流中心从香港引向广州腹地,带动广州内陆经济亟待发展地区的发展,并且对当地的物流系统也起到了重要的沟通作用。举个例子,一般而言,从广州飞往世界各地的航班机票都比香港要贵。而港珠澳大桥开通之后,广州地区的居民可以开车先到香港,再从香港买机票飞往世界各地,这样的话就可以省下很多费用。而且要去香港旅游的人们也可以更快更便捷地到达目的地。事实上,港珠澳大桥真正的功绩还远不止这些。
   不忘初心的热情与守望
在结合港珠澳大桥项目谈及自身的时候,李老师若有所思地说到:「我是在同济大学读的桥梁工程专业的本科、硕士和博士,后来在法国路桥工程师学院学习,并获得了材料与结构专业的博士学位。在出国的时候还有过纠结的过程,因为要舍弃本来很喜欢的桥梁专业去读另外一个专业。目前在清华大学从事的也是材料与结构方面的科研工作。而这次参与港珠澳大桥给了我一个机会,让我重拾之前学习的桥梁专业。」

这次「专业回归」,让李老师非常欣慰,也很感动:「港珠澳大桥给了我另一个维度的感慨,这更像一次回归,只要你在这个大专业范围内不断努力,有很多机会让你重拾之前喜欢的专业,有很多你想象不到的机会,都会走到你面前。」就像命运安排好的一样,在离开桥梁专业十多年后,李克非老师再次接受建设桥梁的使命。而且这一次是港珠澳大桥这样的超级桥梁工程,不得不说是一次青眼有加的眷顾。
如果你是土木专业的,如果你经历一次这样的工程,那你就不会后悔,因为在完成项目的过程中,这份经历也塑造了你自己,」访谈快结束的时候李克非老师意味深长地这么说,这大概是一位科研工作者人到中年、再次把握住赤子之心时最诚挚的箴言吧。




编辑 | 思琴责编 | 凌霄


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