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建設中的大沙水道橋。 肖雄 石磊 攝
當夕陽的餘暉打在南沙大橋（即虎門二橋項目）的橋塔，平整、圓滑的塔身反射出的光線，讓這座龐然大物顯得尤為壯觀。4座門式主塔遙相聳立，如同守護在獅子洋上的衛士一般，“任憑波瀾起，自當巋然立”。
2014年南沙大橋建設伊始，就定下打造“安全耐久、環保節約、科技創新、至臻建設”精品工程的建設目標。這份“邂逅”的背後，是南沙大橋的建設者對創新的獨到理解與提前佈局。
正式通車的南沙大橋，全長近13公里，有兩座超千米的世界級跨江特大橋，其中坭洲水道橋主塔高260米，相當於90層樓的高度，高度國內懸索橋第一；錨碇地連牆外徑達90米，壁厚1.5米，面積相當於15個籃球場，規模世界第一；1688米跨徑的坭洲水道橋為鋼箱梁懸索橋，跨徑世界第一；八車道鋼箱梁全寬49.7米，寬度世界整體式鋼箱梁第一；並且主纜第一次採用1960兆帕國產高強度鍍鋅鋁鋼絲新材料。
這項項“第一”的紀錄可能是暫時的，但對於南沙大橋的建設者來說都是一種突破，都是一種創立。無論是米級的跨越，還是毫米級的精進，“破”與“立”之間是對創新的追求。南沙大橋建設者以勇創世界一流的民族誌氣，再一次擦亮了“中國製造”的招牌。
●南方日報記者 李赫
一纜跨百年▶▷國內橋樑纜索技術有了新突破
主纜，被稱為懸索橋的生命線，由成百上千根直徑只有數毫米的鋼絲組成，在100年內具有不可更換的特性，讓這根根“細小”的鋼絲肩負著橋樑百年的重託，也正是這直徑只有數毫米的鋼絲，讓我國懸索橋樑跨越天險的能力不斷提升。主纜索股鋼絲每提高一兆帕的承載能力或降低每一毫米的直徑大小都是技術需要跨越的“萬丈溝壑”，看似微小的差距卻是一種難以企及的突破。
南沙大橋有兩座超千米級大跨度懸索橋，坭洲水道橋採用主跨658米+1688米雙塔雙跨懸索橋，大沙水道橋採用主跨1200米雙塔單跨懸索橋。兩座懸索橋主纜均採用預製平行鋼絲索股，坭洲水道橋原設計應用公稱直徑為5.3毫米、公稱抗拉強度為1770兆帕的鋅鋁合金鍍層高強度鋼絲。每根主纜中，從西錨碇到東錨碇的通長索股有252股，西邊跨另設6根索股在西主索鞍上錨固。每根索股由127根直徑為5.3毫米的鋅鋁合金鍍層高強度鋼絲組成。坭洲水道橋索股鋼絲總重約33953.4噸。大沙水道橋主纜有通長索股169股，每根索股由127根直徑為5.2毫米的鋅鋁合金鍍層1770兆帕高強度鋼絲組成。索股鋼絲總重約15527.3噸。
1770兆帕的鋼絲在目前國內懸索橋採用的主纜鋼絲中較為常見，技術相對成熟並已經廣泛應用，而南沙大橋的建設者將眼光盯在了1960兆帕的鋼絲製造與應用上，從1770兆帕到1960兆帕就是一種質的突破。
目前，這些國產高強度盤條、1960兆帕鋼絲都沒有批量生產和投入大跨度橋樑實際應用。各種狀況在國內無先例可循，隱藏著許多未知因素。
在延續前者的腳印還是另闢蹊徑更進一步的問題上，南沙大橋的建設者毫不猶豫地選擇了後者，挑起“橋樑強國夢”的先鋒旗，190兆帕的距離成了南沙大橋建設者所要攻破的“陣地”。
2014年初，根據國內多位專家的建議，虎門二橋項目建設單位將“1960兆帕鋼絲懸索橋主纜索股技術研究”作為“南沙大橋建設關鍵技術研究”內容之一，及時啟動了“1960兆帕鋼絲研製和在南沙大橋懸索橋主纜應用”的調研工作，設計也及時開展初步設計評估。初步分析認為，應用研究的關鍵是主纜用1960兆帕鋼絲、盤條原材料。2014年11月虎門二橋項目專家委員會第一次會議上，專家一致支持這一研究課題，並提出了“跟蹤支持1960兆帕索股研製，結合大橋實際，開展專題論證，制定實橋應用方案”的具體指導建議。
虎門二橋項目建設單位多次組織到鋼絲廠現場調研和頻繁技術交流，積極跟蹤、引導相關研究工作。國內多家鋼企、鋼絲製造廠和纜索製造單位都主動啟動了相應技術開發和試驗研究工作。正在進行的研究主要包括國產盤條開發、進口和國產盤條拉拔1960兆帕鋼絲以及相應的索股製造等相關開發。現在這些研究逐步深入，成果初現，“1960兆帕鋼絲懸索橋主纜索股技術研究”逐步進入可實施階段。
一番“攻營拔寨”後，技術的高地上率先插上了南沙大橋的旌旗。“從技術創新和實用雙重意義來講，1960兆帕鋼絲主纜技術研究和應用是機遇，也是挑戰。南沙大橋承擔起歷史的責任，推動行業技術進步，為提高中國橋樑和金屬製品行業的國際競爭力作出貢獻。”虎門二橋項目副總工程師鮮榮說。
錨固定風波▶▷
國內橋樑工藝有了新創造
在大沙水道橋東主塔的施工平臺上，記者看到離橋塔200多米的重力式錨碇與橋塔交相呼應，從這距離地面近200米的施工平臺遙望，這個錨碇在主塔與引橋橋墩的映襯下，似一座已經架設好的弓弩。這個直徑達82米的巨型錨碇將承拉著主纜，而這龐然大物的裡面隱藏著南沙大橋建設者的另一個突破。
懸索橋因具有跨徑大、造型優美等優點而得到廣泛應用。作為懸索橋的生命線工程，錨碇錨固系統的可靠性、耐久性至關重要，猶如橋樑安全穩固的“定海神針”。
選擇何種錨固系統？南沙大橋的建設者做了一番比較與研究。
“目前國內在用的主要有兩種錨碇錨固系統：型鋼錨固系統與預應力錨固系統。相比於型鋼錨固系統，預應力錨固系統具有體系結構簡單、受力明確、用鋼量少、安裝方便，而且具有‘可監測’‘可更換’性能。根據孔道灌注材料不同，預應力錨固系統分為粘結式錨碇錨固系統和無粘結式錨碇錨固系統兩種型式。無粘結式錨碇錨固系統在預埋孔道內灌注防腐油脂對鋼絞線進行防護，錨固系統防腐性能相對可靠，且可監測、可更換。”鮮榮對不同類型的系統的區別信手拈來。
相比較下，無粘結式預應力錨固系統具有較高的可行性且廣泛應用，技術成熟。但是其中還有一些不容忽視的缺陷：可更換效率低等。南沙大橋全橋錨固系統鋼絞線根數達29000根，假設單根更換時間為1小時，即便每天更換時間按12小時計算，全部更換完畢需要時間為6.7年。
尋求突破，創新工藝，“品質思維”讓南沙大橋的建設者再次激發“破”與“立”的熱情。“為提高錨固可靠性和耐久性，降低施工工藝要求和降低全生命週期成本，研究一種新型的錨固系統顯得非常必要。”李彥兵說。
虎門二橋項目副總經理聯合研究單位開始設計研究新型預應力錨固系統用於該工程。
多股成品索預應力錨固系統經過諸多比較進入了南沙大橋建設者的視野之中，這種採用多束成品索作為預應力束的無粘結主纜錨固系統在預應力孔道內不灌注防腐材料，其耐久性主要是利用成品索索體本身的防腐性，索體有環氧噴塗護層、單根PE護套、油脂、聚酯帶、PE內護套、PE外護套多層防腐，基本上能夠滿足100年的壽命要求。
不僅如此，多股成品索預應力錨固系統安全性和更換效率都有顯著提升，在單作業面下，南沙大橋的成品索更換時間可由6.7年縮短至1年。並且可直接通過外觀檢查、設置試驗索等方式實現對運營狀態中的錨固系統穩定性的監測，便捷高效。
從全壽命經濟成本來看，採用多股成品索預應力錨固系統造價比其他方案節約能達到20%—40%。
更好的防腐性能、需更換的可能性最小、運營維護成本低等優點讓南沙大橋的建設者喜出望外，這一成果的獲得不僅是國內首次提出採用具有優異防腐性能和錨固性能的成品索作為預應力索的設計，且孔道內不須灌注防腐材料；還是首次提出成品索的可更換設計。
“首次研究使用，成本並不一定能減少多少，但這項技術成果將為我國其他大型懸索橋錨碇錨固系統的建設提供更先進的技術，具有廣闊的推廣和應用前景，有著重大的社會意義和社會效益。這就是我們南沙大橋所堅守的‘品質思維’，不僅在質量上無可挑剔，還要時刻胸懷‘橋樑強國夢’的追求。”李彥兵滿懷信心地說。
懸鏈勾曲線▶▷
跨江長虹勾勒生態灣區
“芭蕉河汊魚蝦，小橋流水人家”，海鷗島作為廣州的後花園，其環境保護一直備受關注。南沙大橋兩座超千米大橋均落腳在美麗的海鷗島，實現人與自然的和諧共處，成為南沙大橋建設必須解答的命題。
海鷗島地處珠江入海口，面臨獅子洋，是南沙大橋項目建設的腹地。設計之初，南沙大橋建設者們就牢固樹立了“金山銀山不如綠水青山”的綠色發展理念，規劃實施打造結構優美、環境和諧的實體工程。
南沙大橋全線近13公里均為橋樑結構，其中，兩座超千米級的懸索橋橫跨珠江。為了適應地貌，與環境和諧統一，設計者考慮到流暢的線型、巍峨挺拔的主塔、雄偉壯觀的橋樑，匠心獨運地將平面彎曲，與兩座懸索橋主纜的懸鏈線構成一個豐富的立體曲線旋律。同時，路線經過的海鷗島和東莞沙田地區都是風景如畫的濱海水鄉，主橋範圍的橋面採用通透的鋼護欄形式，增強了環境的融入感。除此之外，橋墩設置隱藏式排水管，接入當地排水系統；橋面採用線性排水管，當車輛發生汙水洩漏時，可以主動控制水流進入特定管道和處理池，避免汙染江水和魚塘。
環保理念的真正落地，還體現在對建設過程的把控。南沙大橋最高的主塔260米，是國內最高懸索橋橋塔；最大錨碇地連牆基礎外徑達90米，規模世界第一。規模龐大，且離珠江大堤較近，主塔的樁基礎和錨碇地連牆基礎施工給建設者帶來了極大的考驗。為了避免鑽渣和泥漿汙染江海和魚塘，建設者們經過積極的努力、多番的研究，選擇了在水上樁基和地連牆鑽孔泥漿均配備專用處理器實現循環利用，鑽渣收集外運集中處理，場地排水溝嚴密而通暢，甚至在江歐瀝的養殖水域中還設置了防汙圍幔。除此之外，南沙大橋還建設了佔地120畝、廣東最大的節段梁預製廠以及鋼筋加工棚等，實現了精細化管理、文明化施工。
如今，大橋正式通車，海鷗棲息依舊。在貫徹“生態灣區”理念的命題上，南沙大橋建設者用技術和匠心交上了一份圓滿的答卷。
大橋之最
●坭洲水道橋主塔高260米，相當於90層樓的高度，高度國內懸索橋第一
●錨碇地連牆外徑達90米，壁厚1.5米，面積相當於15個籃球場，規模世界第一
●1688米跨徑的坭洲水道橋為鋼箱梁懸索橋，跨徑世界第一
●八車道鋼箱梁全寬49.7米，寬度世界整體式鋼箱梁第一
●主纜第一次採用1960兆帕國產高強度鍍鋅鋁鋼絲新材料
●南沙大橋全橋錨固系統鋼絞線根數達29000根，成品索更換時間可由6.7年縮短至1年
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