向海而兴｜黄融：我为何一定要请方秦汉院士做东海大桥总监

【编者按】

2020年，上海要基本建成国际航运中心。

1996年1月，国家从战略层面决定加快推进以上海为中心、以苏浙为两翼的上海国际航运中心建设。建设上海国际航运中心是直接影响长三角地区和长江经济带发展的重要环节，更是中国扩大对外开放、推动中国经济融入全球经济的重要举措。目前，上海港可谓一手牵着长江，一手牵着世界，上海港集装箱班轮航线直达全球近300个港口。

今天，站在重新思考国际国内双循环的战略时点，澎湃新闻·智库报告栏目推出“向海而兴·上海国际航运中心建设亲历者说”专题，以大历史视角再思考中国对外开放战略，思辨新形势下的全球化。中共上海市委党史研究室、上海市交通委员会和上海中国航海博物馆先后对上海国际航运中心建设的领导者、建设者和参与者开展口述访谈，听他们讲述港与城，海与光的奋进故事。

澎湃新闻 王亦赟 王基炜 制图

口述：黄融

采访：杭财宝、张励、刘明兴

整理：刘明兴

时间：2019年7月25日

2002年3月，我被任命为上海市深水港工程大桥分指挥部指挥，开始与上海国际航运中心建设结缘。东海大桥是洋山深水港区与陆域沟通的唯一陆路通道，它的建成与否直接关系到港区能否按时开港。因此，那三年多的建设时光是在巨大的压力下度过的。不过，压力背后是我们对创造新历史的期待。经过全体建设者的共同努力，我们保质保量按时完成了大桥建设，为洋山港一期工程建设完成并顺利开港创造了条件。东海大桥是中国第一次在外海建桥的成功尝试，填补了中国跨海大桥建设的许多空白，成为了中国桥梁建设史上的一座里程碑。

跨海大桥现真身

东海大桥由于港址选在长江口外面，也就是东海的外海位置上（崎岖列岛），因此是一个外海跨海大桥。我们国家在东海大桥之前建设过不少名为跨海大桥实为海湾大桥的桥梁，从海湾和跨海的名称就可以知道，湾里和湾外所处环境的恶劣程度是不一样的。东海大桥要碰到风、浪、流、潮的影响，上海人说的刮西北风或者台风来临，是最先在东海感受到的。东海大桥的施工受自然条件的影响较大，可作业天数比较少，客观上说，建桥条件是比较差的。再加上我们国家在建设跨海大桥上缺乏经验和设计标准，设备也不能满足要求，所以在跨海大桥的建设上，我们可以说是第一个吃螃蟹的人。

除了受自然条件影响导致施工环境不同外，我认为跨海大桥和海湾大桥、江河大桥的差异还在于：一是建桥的理念，二是建桥的技术标准和技术规范。举一个例子，关于东海大桥建设经费问题。最早的设计稿预估是20亿元，我接手这个大桥工程的时候，概算变成40亿元，批准的时候是70多亿元，到桥全部建完决算的时候是105亿元。这说明设计人员在设计这座桥的时候是按照江河大桥的设计规范和设计标准去设计的，这就导致经费的巨大落差。

还有就是关于大桥使用寿命问题。东海大桥建设之前，我们国家内陆桥梁的寿命标准是50年，跨海大桥的投资那么大，所以我们提出把跨海大桥的寿命标准提到100年。我们当时提出这个标准的时候，交通部有些专家不大认同。有两个原因促使我们提出100年的标准，其一就是上海的外白渡桥。我在市政局工作时看到英国人给了一个证明说外白渡桥已经到100年了，他们已经不负责任了。可见那个时候桥的标准就已经是100年了，我们现在再建桥怎么可能更低呢？

其二是跨海大桥施工难度很大、投资很大，怎么可能50年以后拆掉重建而不争取使用寿命100年呢？100年的使用寿命不是一个简单的概念，不是随便讲100年就是100年了，这是要通过技术和质量标准来保证的。如果桥要达到100年的使用标准，所用的施工材料就要满足100年的标准。

东海大桥所处的位置是长江口、东海、杭州湾口三者交汇的外海海域，受到波浪、潮流和风的恶劣海况影响。最大的浪高达到13米，潮差5米多，流速3米多。在这样一个外海情况下，造桥的常规工艺和设备没有用武之地，必须要创新开拓能适应这样恶劣海况的工艺和能抵抗这样风浪条件的施工设备，这样才能建好东海大桥。从建设条件看，根据我们前期测算，我们每年可作业的天数不到180天，因此，我们怎样去跟大海抢时间，这是工程建设从安全性、合理性上首先要考虑的问题。

因为处于外海，对我们的施工设备和设计方案造成很大的挑战，需要用全新的东西去实施。我们过去建桥很多，江河里面、海湾里面，国外也有类似的大桥，但东海大桥这样大的规模不仅在国内属首次，在国际上也是首次。在方案论证的时候，首先长度宽度可以确定，但是具体结构形式争论很大，通过反复论证，最终确定采用整体化和大型化的建设理念。因为我们可以跟天斗，可以跟地斗，但是很难和海斗。只有从有限的时间里面挤出我们的工期，最大限度地把海上作业转化为陆上施工，尽量减少海上作业时间，这等于从大海抢回了施工时间，还需要化零为整，走大型化建设道路。通过工艺上的改进和技术上的创新，用预制、海上大型平台等很多手段延长海上作业时间。

我们从方案和设备两个方面尽可能化解海上风险，把海上工作放到陆地上做。举个例子，我们当时招投标的时候，有些单位提出用“火烧连营”的方法，用铁链子把小船连起来抗风险。这表明大家海上施工经验的缺乏，我们对海洋的认识极少，对海洋风险毫无评估。很多施工单位都是“旱鸭子”，不懂水上施工，中国港湾建设集团（下称“中港集团”）虽然搞水上施工，但是没有搞过真正的外海海上施工，对海上施工的经验也很少，比如打桩船抗风浪的能力有多大，怎么适应现场恶劣环境的需要，他们也没有考虑到。当时中港集团先是用“打桩7号”“打桩8号”（吨位较小）打桩，但打不下去，后来改为“打桩10号”“打桩15号”（吨位较大），还是打不下去，这里有很多原因，如与当初为了节省造价选用的大管桩自身混凝土的特性，以及船的吨位和船的抗浪性能等都有关系，所以打坏很多。2002年6月开工到当年11月底，半年时间只打了315根，而按照原先进度，到2003年底要完成4000根的任务。通过技术分析，把混凝土大管桩改为钢管桩，这样抗击能力较强，不易损坏；但桩锤大小也是问题，怎么把1.5米钢管桩打到六七十米深也成为难题，后来把锤子从8吨改到15吨，船也基本都是“打10”“打15”。这说明一开始认识不足，但通过很短时间摸索最终把问题解决了。

另外，打桩的时候需要准确定位，那时还没有北斗系统，我们只能用美国的GPS。当时美国在不断调整GPS参数。我们平时打一根桩要同时抓住7颗卫星，2颗卫星用于确定高程，3颗卫星定轴线，还有2颗卫星是校核。如果不能同时抓到7颗卫星信号，这根桩是打不下去的。美国调整GPS参数我们是不知道的，我们得从其他地方拿到参数，拿到后还要修正。参数一调整，我们还得计算，计算完后才能打桩。天气不好，不能同时抓到7颗卫星信号就不能打。通过一系列的摸索和研究，我们找到了解决办法，打桩进度逐渐加快，2003年1月打了131根，6月打了645根，之后每个月都在增长，4000根的任务终于在9月28日提前完成了。

还有，在海上搭施工平台也经历了一个逐步摸索的过程，开始是先打桩再把它焊起来连起来，人像鸟一样停在钢管桩上面艰难施工；后来进步了，在主通航孔建设时，先在工场内把施工平台加工好，然后运到现场再安装成大平台，设备都在上面，人员休息也在上面，把海上的许多风险化解掉。这都是通过大量运用陆上的预制来缩短在海上的施工时间，长度为60米、70米，重达1800吨、2100吨甚至2300吨的箱梁，都是在工场预制好，然后运到现场的。这些工艺，后来全部为杭州湾大桥所采用，所以造这座桥不容易，其中有很多创造性的工艺是可以为后人和其他工程提供借鉴的。

技术创新树榜样

为了实现大桥建设安全、质量优良、结构耐久的目标，我们在设计理念和施工技术上进行了创新，形成了四个方面的关键技术：

第一，外海超长桥梁精确测量定位技术。在茫茫大海的风浪颠簸中，为了解决海上斜桩施打的快速准确定位以及非闭合条件下外海超长距离高程精确传递的难题，创新性地建立了大地水准面的计算方法和实时数据处理系统，综合运用地面及海洋重力、DTM数据、最新地球重力场模型和GPS实测数据等资料，实现了海上斜桩施打的动态全自动精确定位，斜桩定位偏差仅为10至15厘米，桥线偏差仅为2厘米。

第二，整体化、大型化的施工技术。为了最大限度地规避海上作业风险，有效抵御风浪对工程建设的影响，采用整体化、大型化的设计理念和施工技术，将海上作业转化为陆上预制、整体运输、整体安装，达到了争取海上作业时间、减少海上施工工序、规避施工风险的目标。这项关键技术主要体现在四个方面：一是导管架和钢套箱平台建造技术。研发了整体式空间导管架和蜂窝式钢套箱，将传统的在海上打入单桩再连成整体平台的施工方法，转变为工厂整体制作导管架和蜂窝式钢套箱的整体施工方法。将主塔施工的三个阶段十多道工序有机地整合在一个施工平台上，创造了主塔承台8300方混凝土48小时海上连续浇注完成的新纪录，主塔承台尺寸偏差小于3厘米，钻孔桩偏差小于2厘米。

二是混凝土承台套箱施工技术。为了抵抗波浪力和船撞力，非通航孔桥墩全部采用直径1.5米的斜钢管桩。全桥700多个桥墩分布在30多公里的桥线上，点多线长。为此，我们采用了工厂预制混凝土套箱、海上整体安装的方法，形成了海上连续施工的作业面，这种方法具有抗风浪能力强、安装快速准确的优点。

三是外海超大型整体箱梁预制安装技术。研发了利用整体式液压伸缩模板和高密性混凝土进行大型箱梁整体浇注的技术，同时采用整体养护、整体滑移的新技术，将箱梁由现浇施工转化为整体预制、整体运输、整体安装，在国内开创性地研发了重量超2000吨、跨度达70米的大型箱梁整体制作技术。

四是大跨度钢—混凝土箱形结合梁斜拉桥建造技术。研发了开口钢箱与混凝土桥面板在工厂整体制作、在海上整体安装的结构形式与施工工艺，提高了斜拉桥结构的整体抗风和抗扭性能。这种斜拉桥的结构形式属国内首创。

第三，外海桥梁综合防腐技术。东海海域海水盐度大、腐蚀性强，通过对混凝土、钢材等结构防氯离子渗透和腐蚀机理的研究，建立了结构腐蚀计算模型，预测了在不同环境下的腐蚀速率，针对结构不同的腐蚀环境，综合运用不同的防腐技术。钢管桩采用牺牲阳极保护和预留钢板腐蚀厚度，并开发了浑水环境阳极块湿法焊接技术。混凝土结构采用提高密实度、加大钢筋保护层、控制裂缝宽度等技术，并编制了系列结构防腐技术标准。钢结构采用重防腐涂层、预留钢板腐蚀厚度和内部除湿等技术。此外，采用浇注式沥青和SMA组合的双层结构，解决了沥青桥面易受重载和水渗透破坏的难题。东海大桥工程系列防腐技术的研发，是中国首次在桥梁工程中围绕满足百年使用寿命进行的全面实践。通过综合集成可靠性、经济性突出的防腐技术，加强使用阶段的监测与养护，循序渐进，确保大桥的使用寿命。

第四，外海超大型桥梁的基础性研究与技术。为了给东海大桥工程建设提供强有力的理论支撑，我们在工程启动前和过程中进行了大量的基础性理论研究。通过对场地地震条件的研究和结构抗震的模型试验，提出了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设计理念和系列保障措施，初步掌握了外海超长桥梁的抗震技术。通过物模试验，提出了斜群桩效应系数、圆形高桩承台波浪力计算方法，有效分析了水动力对桥墩结构可靠度的影响。通过风洞试验，对外海大跨度斜拉桥的抗风性能进行研究，利用检修车轨道改变结构气动模态，解决了结构颤振稳定性难题。为确保桥梁运行阶段的防撞安全，研发了专用于集装箱车道的刚柔并济的防撞护栏技术，有效防止集卡掉入大海；通过对海上非通航孔防撞管理的研究，形成了制定通航规则、划定警戒区域、建立责任机制这三道防线，规范航行行为，达到桥梁防撞的目的。

建设经历成财富

东海大桥工程的建设，标志着中国的桥梁建设从江河走向海洋，进入了一个全新未知的领域。工程立项之初，中国尚不具备完整的跨海大桥建设的技术规范和标准，无论是建设单位、设计单位还是施工单位，都缺乏海上工程建设的经验，这给东海大桥的建设带来很多困难。

我们怎么来组织施工建设单位呢？首先是找国内最可靠的队伍、最强的设备。当时国内建桥能力最强的就是铁道部大桥工程局，那是苏联帮我们组建起来的。海上能力最强的就是现在的中交一航局、二航局、三航局、四航局，还有建工集团、航道局等，这些单位的队伍都排在全国前列。与此同时，还得寻找最强的设备。我把中交一航局、二航局、三航局等的有关设备都了解了一遍，当时国内能够在海上作业的打桩船只有6条。我跟中国港湾建设集团董事长谈，提出的一条就是不招标，活儿可以直接给他们，条件就是必须把国内最强的6条船都弄来。这是韩正同志授权给我的，理由就是国内没有比他们实力更强的了。他们也是说话算数，签合同的时候没有像现在讨价还价那么厉害，他们把成本公布，大家讨论定一个都能接受的价格。

其次是找最合适的施工监理。我当时就到武汉的中铁大桥勘测设计院，恳求他们承担大桥的审计审查和施工监理，并点名方秦汉院士来担任总监。方秦汉是大桥工程局的一位资深总工，是全国钢结构桥梁的权威，当时已经70多岁。方院士知道这件事情后对我说，他年纪大了，也不可能放弃手边的其他工作。我说你只要两三个月来一次就可以了，但是必须派一位你最信任的执行总监坐镇。大桥设计院后来满足了我的要求，他们派到我们现场的有100多人。

再次是对施工单位都有明确要求。当时国内的海上浮吊只能起吊2000吨，而且这种浮吊是靠在岸边作业的，到远海去则无法适应。我们从丹麦咨询公司处了解到荷兰的“天鹅号”浮吊可以起吊7000吨，我们就要求大桥设计院按照他们的方案设计建造了一个“小天鹅号”专用架梁起重船。因为当时投标的时候我就要求，谁中标都要与造船厂签订这一方面的合同。所以那些参加东海大桥的施工企业，本着为国家争光、做行业领先的目标，不惜工本，不惜代价，他们没有的设备，都承诺中标前把这些合同签下。此外，我还要求任何施工单位进来，都必须有一个副局长坐镇现场担任指挥。

最后是转变自身定位，全程参与各个环节。当时虽然选了最好的队伍，但是还是欠缺这一方面的经验和能力的。为了保证这座大桥顺利建成，尽管我们是业主和甲方，我们指挥部还是全部转换定位，把自己当成总承包商。整个大桥的施工方案是我们先拿出来的，之后和施工单位一起完善。定位转变使得我们设计也管，施工也管，变成我们自己在造这座桥。为了做好这件事，我们找到了丹麦科威国际工程咨询公司（COWI）作为咨询顾问。这家国际咨询公司组建了一个团队入驻我们指挥部。当时大桥建设没有标准，要先制定标准，他们就可以告诉我们欧洲和国际上最先进的标准是什么。碰到问题时，他们也会告诉我们，国际上解决这类问题的技术方案，供我们参考。

回首那三年多的艰苦历程，我感到这既是一个舞台，也是一个锻炼机会。虽然我担任大桥建设的指挥，但是整个大桥建设都体现着集体智慧。我们是一个精干、团结的集体，东海大桥的建设者，从设计、施工到监理，都是一个整体。这段经历既是一个很好的锻炼机会，也是一个积累。对我们每个人来说也是人生中的一个重要积淀，我们每个人都有所付出、有所积累，对我们今后的工作以及人生的成长过程，留下了深刻印迹。我们姜允肃副指挥在东海大桥建设过程中获得很多荣誉，我们每一个同志都把他的荣誉看成我们集体的荣誉。工程圆满完成，并且在国家科技进步奖评审中也取得了成果，其中不但有物质财富的丰收，也获得了精神上的成功。

参与东海大桥建设，对我个人来说是一种经历，而拥有了这种经历就拥有了宝贵的财富。

（标题为编者所加，本文刊发时有删节）