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今日头条:给南京长江大桥“断骨增高”就能畅通长江黄金水道?

芜湖长燃 2021-10-12 10:12:59

     近年来,一直有说法认为南京长江大桥净空太低(俗称太矮),使万吨级轮船无法通过,阻碍了长江航运的发展。请问长江航运发展的瓶颈真的是南京长江大桥,还是别的自然或人为因素?航运的障碍是否会对长江黄金水道和长江经济带发展产生影响?

据悉,南京市鼓楼区不可移动文物名单出炉,其中包括南京长江大桥。这是南京长江大桥首次整体纳入文物保护。

这意味着,对南京长江大桥,今后即使进行修补修缮工作,也必须向文物部门上报方案,经专家论证后,方可进行。

然而,围绕着南京长江大桥“锁长江”的争议很难就此散去。一直以来,由于净空高度不够,这座南京“地标”不得不面对阻碍万吨巨轮在长江黄金水道上航行的指责。

如何改变南京长江大桥净高不足的尴尬局面?近年来各路专家的观点,主要有三:

一是炸桥。

二是为其进行“增高手术”,将桥梁高度顶升10米以上;

三是挖条满足通航要求的运河,避开南京长江大桥。

不过,“炸桥”这一颇为极端的方式并不为大多数人认可。剩下的两种方案,前者据说技术可行,而后者看似异想天开,南京不做,并不意味着其他城市不敢想。有消息称,位于长江出海口的江苏南通,正在研究从长江边挖条运河直通黄海,避免长江口潮涨潮落等带来的航道变化等负面影响。

专家曾为南京长江大桥制定“增高”方案。

早在2006年“炸桥”之争最为火热的时候,东南大学土木工程学院李爱群教授等曾约见媒体,称他们经过调研,制定出一份“南京长江大桥整体顶升方案”。

李爱群说,炸掉大桥过于“幼稚”,根本不能算是一种解决方案,而他的方案可以实现保桥与疏通黄金水道兼顾。

该方案提出,通过主桥整体顶升16米,使大桥的通航净空高度达到40米,可满足2.5万吨海轮的通航要求。这项工程预计所需的投资金额为6~9亿元人民币,施工周期2~3年。

对顶升过程,李爱群教授通俗地解释说,南京长江大桥是由九个桥墩顶起的,要抬高大桥,也就是加高桥墩。在对主桥和引桥的桥墩、桥头堡前期加固工作完成后,将九个桥墩和大桥的上部同时分离,这时,桥的上部和桥墩之间便出现了间隙,接着,再用一些连接技术,将这些间隙“填满”。在桥墩“长高”的同时,大桥自然被整体抬高了。

在李爱群的方案中,南京长江大桥将按照1小时几毫米的“生长速度”最终整体抬高,这种缓慢的移动对大桥的结构不会有影响。就交通是否中断的问题,该方案也提出了详细计划,其中保障铁路交通不中断是内容之一。

李爱群当时介绍,虽然国内外目前都没有类似的大型案例,但大桥整体顶升的大部分关键性原理和技术都已经成熟,只要通过科技攻关,所有的工程技术难题都可以得到妥善的解决。

他还表示,长江上净空高度不够的桥梁不少,针对不同结构的大桥,要有不同的顶升方案。

国内有桥梁最高增了8.6米

虽然南京长江大桥的改造方案最终没付诸实施,不过就在2006年5月,浙江湖州的屺风大桥完成了一次令人瞩目的“断骨增高”手术。这座重4000吨的大桥,用时3个月成功“长”高2.5米,创下当时国内桥梁整体一次顶升的最高纪录。

“增高”是松绑黄金水道的利器?

2011年,交通运输部主管的《中国公路》杂志刊登了篇题为《顶升技术,可否成为松绑黄金水道的利器?》的文章。该文称,“(上海)横潦泾大桥的大跨径梁桥顶升工程的实施,也让我们对南京大桥的顶升可能充满了憧憬。”

文章分析说,南京长江大桥由正桥和引桥组成。引桥为简支梁桥,对其分段顶升(10跨分成一联),该种桥梁顶升可参考横潦泾大桥引桥的顶升,顶升技术上不存在问题,现有技术可以解决。

南京长江大桥正桥为10孔连续钢桁梁组成,从上部结构形式上看,兰州中山桥整体顶升与南京长江大桥正桥均为连续钢桁梁结构,且兰州中山桥建造年代比南京长江大桥更早。从总长、下部结构形式、跨数、最大跨径、单墩重量、顶升所需控制点数来看,横潦泾大桥整体顶升与南京长江大桥正桥均接近。

不过,南京长江大桥需顶升10米以上方能充分发挥长江水运,从顶升高度来看,南京长江大桥假定顶升高度要比这两座桥高很多。超高度的桥梁顶升需要解决两个技术难题:一个是下部支撑的稳定问题,另一个是顶升中的偏位问题。

其中,下部支撑的稳定性包含两个方面:一个是顶升到位永久使用的稳定性,另一个是顶升过程中临时支撑的稳定性。

南京长江大桥下部桥墩高80米,若顶升10米,顶升后的高度为90米,比原结构增高约12.5%,这个增高比例较小,通过对接高墩的加固不会影响到下部结构的受力和稳定,对于顶升后的永久使用影响较小;在顶升过程中的支撑稳定性,可通过分次顶升等方法解决。对于顶升10米之高的水平偏位问题,通过计算机的同步控制完成可以控制在较小的允许范围内。

文章最后总结说,“从以上综合比较和分析来看,南京长江大桥整体顶升技术上的可行性较大。”

也有专家反对“接肢”:可能造成灾难性后果

有赞成自然也有反对声。

尽管学术界多数认为,为长江大桥增高可行,但也有专家对此表示担忧。全程参与南京长江大桥建设的退休老工程师车家明曾表示,给长江大桥“接肢”的想法不符合实际,除技术上将面临无可想像的困难外,施工中也存在巨大的风险。

车家明称,根据杠杆原理“重量×重臂=力×力臂”,用在大桥上,整个桥墩的高度就是力臂,“接肢”12米后,公式左边没有变化,右边的乘积要大于左边。一旦火车紧急刹车,其产生的巨大水平制动力传递到桥墩基础上,大桥的稳定性必将遭到破坏,可能造成灾难性后果。

即使能“接肢”,千斤顶等设备的放置也是个大难题。整个大桥需要上百个千斤顶。而这些千斤顶只能放在墩帽,但实际上那里的空间很小。

挖条运河行不行?

除“断骨增高”,热心的专家们还提出了其他解决方案。

一是将南京长江大桥1~2个通航孔改为提升开启式。该方案的优点是改造技术难度小,工程量小,成本低;缺点是施工期间需中断大桥交通,改建后水路运输与陆路运输互相影响,通行效率低,对大桥外观改动较大。

二是修建船闸。该方案的优点是施工期间仅需中断部分航道,无需中断大桥交通;缺点是江内建造船闸影响通航效率,降低汛期泄洪能力,且降低闸室内水位需耗费巨大的能源;另外对大桥地段的自然景观也有影响。

最让人耳目一新的是“修建运河”,即绕过南京长江大桥修建一条满足通航要求的大运河,运河上修建桥梁或隧道。该方案的优点是建设期间不需要中断大桥的运输,运河及其配套水利设施的建成可以增加中下游地区的防汛调控能力。

但缺点同样明显,需要进行征地和居民搬迁,耗资巨大,估计费用200亿元左右,堪称劳民伤财。

但南京不做,并不代表着其他城市不敢想。

有网络媒体爆料说,位于长江口的江苏南通可能在长江江边(南通段,靠近南通市这边,而不是靠近启东)直接挖一条运河直通黄海(长江入海口是东海和黄海交界处,南通段是黄海,上海段则是东海)。该运河将比较宽,长度约100多公里,两岸将规划大量船舶等先进制造业和海洋工业。

按照设想,未来船只可以直接从黄海通过运河驶入长江,避免了长江口涨潮落潮等带来的航道变化等负面影响。

据称,这是有关部门委托政府智囊机构在做的方案的内容一部分。也就是说,这不是学术机构的单方设想,很大程度上体现了政府意图。

如果上述消息属实,长江经济带建设的区域竞争之激烈,由此可见一斑了。