一桥飞架东西，天堑将变通途。全长12.89公里的虎门二桥，堪称广州人身边的超级工程，起于广州南沙，经海鸥岛，止于东莞沙田，预计明年上半年建成通车。
而在今年5月份顺利合龙的虎门二桥坭洲水道桥，是全世界第一跨度的钢箱梁悬索桥，如今已经成为吸引市民拍照打卡的一个全新景点。每到周末，都会有摄影爱好者自驾车来到广州南部的海鸥岛，一边吃着海鲜农家乐，一边架上“长枪短炮”，对着主跨跨径达1688米的坭洲水道桥尽情拍摄。
在大家对如此长跨度的工程赞叹不已时，却很少人知道，珠江两侧为什么要设计如此长跨径的桥梁？长跨径桥梁，又是怎样一块块像拼积木一样架设出来？这一“超级工程”背后的故事有多精彩呢？
文/广州日报全媒体记者 陈白帆/李妍
图/广州日报全媒体记者 苏俊杰
视频/剪辑广州日报全媒体记者 苏俊杰/顾展旭
设计难 两个挑战
做第一跨度是为了“长”而长吗？主跨跨径为何是1688米？
根据公开资料，虎门二桥工程总长度12.89公里，由坭洲水道、大沙水道桥和引桥及东涌、海鸥岛、沙田三座互通立交组成。其中坭洲水道桥采用658+1688米双跨吊悬索桥，大沙水道桥采用主跨1200米单跨吊悬索桥。
虎门二桥又被称为“世界第一跨度钢箱梁悬索桥”，在世界十大（悬索）桥中，虎门二桥的坭洲水道桥列在第二位。同时，虎门二桥还有多个不为人知的第一称号。主塔为门式塔，高260米（含塔座），是国内最高悬索桥塔。主桥双向八车道钢箱梁，全宽49.7米，是世界最宽幅整体式悬索桥钢箱梁。其散索鞍、主索鞍是国内重量最大的索鞍构件之一。
虎门二桥项目副总工程师鲜荣告诉记者，在跨径选择上基于几方面考虑： 1、除了公路交通需求外，还有水运的需求。通航尺度方面的要求是1154×49米的通航尺度，1154米指的是要过10万吨的散货船，加上5000吨的杂货船，同时双向通航，就要求至少要超过1154米的净宽，从现在通航情况看，在珠江主航道航行的船已有很多种类超过10万吨。2、防洪的需求。坭洲水道桥所处的江面宽2.3公里，由于锚碇体量非常大，不能放在水里，也不能放在滩涂，否则汛期一来，就会减小水流的横断面，不利于防汛。把两个锚碇挪上海鸥岛、沙田岸后，两个锚碇的间距就已经大概确定了。之后就是定主塔的位置，主塔也有限制条件。东塔下游是虎门港，要求东塔要尽量往东莞岸上靠，最终落在靠近岸侧的浅滩处；西塔不能立在航道上，影响通航安全，这样西塔的位置也有要求了。另外，附近还有50万伏的输电主干线电塔，也要考虑到西塔的定位中去，因此最终确定西塔位于电塔以西适当距离。
边跨为何是658米？不能离珠江大堤太近
鲜荣表示，边跨的距离同样也是现实因素决定，锚碇要上岸，而基础施工中要完成90米直径圆形地连墙，深度约30米的大基坑，离珠江大堤太近也不行，目前已经是考虑大堤安全前提下减小距离了，“所以，综合水运、防洪、珠江大堤安全、边中跨比，我们选择了主跨1688米，边跨658米这样的跨径组合。”
现场观感
在90层楼高主塔上俯瞰珠江口美景
近日，记者来到虎门二桥的建设现场，远望过去，只见在广州南部的珠江口水域，新建的桥梁气势雄伟，像卧龙、似彩虹，如琴弦，用水泥做颜料、以钢筋为画笔，画出了一幅让人惊叹的画卷。当记者搭乘施工工程电梯，用了近9分钟爬升到坭洲水道桥主塔时，不由感慨人类的工程建造竟然可以创造如此完美的线条，这里高达260米，相当于90层楼高，是国内目前最高的悬索桥桥塔。蓝天白云映衬下，虎门二桥周边景色一览无余，能看到海鸥岛大片的漠漠水田，能看到南沙和东莞的码头港口，能看到水中的岛屿和两岸散落的建筑，流淌的珠江波涛起伏，江面上货船穿梭往来，远处能眺望虎门大桥、黄埔大桥，近处能俯瞰虎门二桥崭新宽阔的桥面，桥身侧面的一道道钢缆，空中形成美丽的弧线，像竖琴的琴弦，即将在珠江口上演着动听的乐章。
细节难 两个突破
主缆钢丝技术被垄断怎么办？
整个工程中，非常值得提及的是坭洲水道桥主缆钢丝。据了解，坭洲水道桥最开始也打算用1770MPa（兆帕），但想到虎门二桥跨径那么大，希望能进行一些挑战和突破，如果还是用1770 MPa（兆帕），主缆就会相对粗。目前，1860MPa（兆帕）和1960MPa（兆帕）的高强钢丝在悬索桥主缆上的应用刚刚起步，在虎门二桥之前，国内悬索桥尚无应用。因此，2009年~2017年，虎门二桥建设单位与合作单位一起，经过大约9年研发，把全国产化的1960MPa给做了出来，打破1960MPa（兆帕）钢丝长期受国外技术的限制。有了自有知识产权后，成果还可以给其他桥梁沿用。总共算下来，虎门二桥用了约3万吨的1960兆帕国产钢丝。
而对世界桥梁的意义是，有了这个新材料，就有了更大更强的跨越能力。鲜荣介绍，1960 MPa（兆帕）钢丝的母材是“盘条”，“我们把盘条的配方搞准了、性能稳定了。就像揉好面团（钢坯），再擀成面条（盘条），然后再像拉面一样，经过多次拉拔，变成细细的拉面（钢丝）。当然，有了好的面团也不一定你拉出来的面就一定那么细那么长，就要看谁来拉，怎么拉，这个工艺也是非常关键的。我们形成了一整套解决方案”。
一半水下一半水上如何防腐？
据了解，因为临近大海，珠三角空气中腐蚀比较厉害。项目采取了一系列环境调研试验，从设计角度去解决耐久性问题。混凝土最大的腐蚀性挑战是承台浪溅区，一半在水上一半在水下，涨潮时是咸水，落潮是淡水，非常容易腐蚀混凝土。“我们在混凝土内里面添加了疏水化合孔栓物这样的物质，在国外已经被广泛应用在下水道混凝土防腐工程中。从整体设计来讲，结构性能一定要合理，耐久性能一定要够，解决这两个问题的情况下，更多是为了今后用户使用的便利、建造区域建筑物的标志。”鲜荣认为，“只要你想把这个事情好好做，一定是难的。难与不难，完全在于态度。”
施工难 两个克服
8车道+要用100年以上，怎么克服？
虎门大桥是6车道，但二桥还是6车道可能就不够用了。所以二桥就还必须要设计成8车道，40.5米宽，桥面全宽49.7米，也是世界最宽幅整体式悬索桥钢箱梁。鲜荣跟记者解释，桥面宽度加大后，就要求钢箱梁设计、制造要更先进可靠，但正交异性钢桥面板疲劳可以说是世界桥梁难题。国内外都发生过桥梁使用若干年后，出现桥面板疲劳问题。虎门二桥设计要求是100年，怎么办？
解决方法：顶板加厚、保证焊缝质量
鲜荣解释，首先把钢箱梁顶板变厚，从原计划的12毫米厚度到现在的重车道18毫米、一般车道16毫米厚度，减小疲劳应力幅，提高疲劳寿命。同时，开展U肋和桥面板焊缝熔深试验研究、U肋和横隔板细节试验研究，开展从小试件到足尺模型疲劳试验研究，确定疲劳设计细节，并在制造中大规模应用了机器人自动焊接技术，保证焊缝的质量稳定。
巨大钢箱梁到底怎么拼装在一起？
令人惊叹的是，跨径如此之长的桥面，却是由一片片巨大的钢箱梁拼装在一起的。鲜荣介绍，每片梁的重量取决于怎么切分这些钢箱梁，“我们把标准段切成12.8米一片，梁高4米，这样算下来，每片钢箱梁重量就超过了一架波音747的重量（747客机空载时重量约170吨-180吨），自然而然就这样生成了。”
今年5月25日，坭洲水道桥合龙。据广东长大虎门二桥S4标总工程师王晓佳介绍，最后一片合龙钢箱梁Z131长12.8米，宽49.7米，面积约与8块羽毛球比赛场地相当，重量达303.5吨。经过事前精密计算，最后一片钢箱梁在吊装提升前，吊装位置与其他已吊装梁段前、后侧均需预留10厘米左右的空隙，仅能放下一只拳头。待钢箱梁平稳提升60米到指定位置后，安装永久吊索并与已吊梁段临时连接，再将已预偏的主塔端部梁段T2退回复位后，标志合龙正式完成，整个过程用时3个小时。
为了顺利把每一片钢箱梁吊装拼接，虎门二桥的负责团队全新研发了三台500吨级液压跨缆吊机。据了解，钢箱梁都是在中山先做好，从中山运过来，运到现场后，也不是马上就能吊，要精确的定位。鲜荣说：“水流是有速度的，方向不对会带着船跑。但船要固定住，而且水有潮起潮落，定位比较困难。每片梁吊之前都要检查，吊完要维护保养。吊上去后，要呈现平顺的拼接状态也没那么简单。梁的重心设计有点偏位，吊上去可能有点局部倾斜。所以吊上去拼接后要摆正，形成优美的弧线，这也需要大量的工作。吊梁过程中还要不断去测量，测量塔的偏位进行多次顶推。还有因为主缆将随着钢箱梁吊装，线型发生变化，需要把‘猫道’不断放得更低以适应主缆。”