宛若巨龙的港珠澳大桥是世界最长的跨海大桥，历经6年筹备、9年施工，数万名建设者披荆斩棘，创造了世界桥梁史上的奇迹。港珠澳大桥如何展现中国实力？在全球产生了什么样的影响？突破了哪些技术极限？带着这些问题，本报近日采访了港珠澳大桥总设计师孟凡超。

孟凡超历任中国交通建设股份有限公司副总工程师，中交公路规划设计院有限公司党委副书记、董事、副总经理。他主持完成了港珠澳大桥、青岛胶州湾大桥、杭州湾大桥、钱塘江嘉绍大桥、南京长江三桥、厦门海沧大桥、厦门第二东通道大桥、马来西亚槟城二桥等20余座著名桥梁工程的勘察设计、总体方案设计；主持完成了我国新一代装配化组合梁桥系列通用图设计；主持完成了国家级、省部级重大研究攻关项目多项；在业内首倡“大型化、工厂化、标准化、装配化”创新建设理念。

孟凡超：港珠澳大桥所跨越的珠江口伶仃洋，早在明清时期就在中国商贸领域占据着极其重要的地位。珠江口伶仃洋见证了中华民族近代一段屈辱历史，也是中国改革开放的发端之地，凝聚了太多的中华民族情节与记忆。改革开放以来，珠江三角洲区域的产业发展主要集中在食品、纺织、机械、电器和通信等五大领域，正是这种经济模式为中国的经济发展带来了巨大的活力。

在此期间，香港、澳门与内地之间的陆地运输通道，特别是香港与珠江三角洲东岸地区的陆路运输通道建设取得了明显进展，有力保障和推进了香港与珠江三角洲东岸地区经济的互动发展，但是香港与珠江西岸的交通联系却一直比较薄弱。1997年亚洲金融危机后，香港特区政府为振兴香港经济，寻找新的经济增长点，认为有必要尽快建设连接香港、澳门和珠海的跨海通道，以充分发挥香港、澳门的优势，并于2002年向中央政府提出了修建港珠澳大桥的建议。建设港珠澳大桥将对香港这个国际航运中心和亚洲金融中心将产生巨大的推动力，也将大大提升香港作为世界经济区域中心的辐射和带动作用。

在港珠澳大桥规划设计之初，经济界仅认识到珠三角经济区的概念，这个概念有一些局限性，即粤港澳三地发展各自为阵，没有一体化、最大化的发展战略考虑。而粤港澳大湾区概念，是一个整体的概念、全局的概念、国际化的概念、战略性的概念，粤港澳大湾区是国家的一个重大发展战略。

港珠澳大桥建成后，极大提升了粤港澳大湾区的互联互通水平，也颠覆了大湾区的时空观，形成了粤港澳三地“一小时生活圈”。粤港澳大湾区同城化、一体化的时代已经到来，大桥对粤港澳区域人民生活、区域经济，以及国家经济、国际经济的发展等都将产生巨大的影响。港珠澳大桥对于打造粤港澳大湾区并作为世界级湾区和经济增长极具有重大的支撑作用，其社会经济价值远不是1000多亿元投资所能度量的，未来必将间接产生十几万亿、甚至几十万亿的GDP。

港珠澳大桥的高质量建成惊艳了全世界，大桥被西方世界誉为“新世界七大奇迹之一”，荣获2020年国际桥梁大会（IBC）超级工程大奖和2020年国际桥协（IABSE）杰出结构工程大奖。大桥建成通车正值我国改革开放40年，标志着粤港澳大湾区建设大幕的正式开启，迎来了珠三角全新的发展理念与模式。港珠澳大桥在大湾区的发展历史中将扮演极其重要的角色，是粤港澳大湾区经济社会发展当之无愧的“加速器”和“倍增器”。毫无疑问，粤港澳大湾区的迅速发展和崛起将为“一带一路”注入新的发展动力，也将赋予中国在国际舞台上更大的影响力。

孟凡超：中国是世界桥梁文明古国，桥梁连接着过去与未来。我曾经提出，世界桥梁建设领域20世纪70年代以前看欧美，80～90年代看日本，21世纪则要看中国。港珠澳大桥的高质量建成标志着中国在超级跨海通道领域里已经进入强国之列，意味着中国已经开启建设“交通强国”新征程。

港珠澳大桥是集科学技术大成之作品，是“工程+艺术+文化”的融合体。就大桥的桥梁工程来说，有13方面技术创新，包括工程材料、设计技术、文化艺术、工业化制造、施工装备、钢桥面铺装、结构耐久性、管理养护等。就岛隧工程来说，有11方面的技术创新，包括工程材料、设计技术、快速筑岛、地基处理、工业化制造、施工装备等。港珠澳大桥的高质量建成是国家经济实力和社会发展上升到重要历史阶段的一个重要标志。也可以说，是国家的综合经济实力和社会发展成就支撑了港珠澳大桥的高质量建设。港珠澳大桥是我国经济实力、科技实力、工业化实力的体现，是改革开放40年以来国家发展繁荣的缩影，彰显了“中国精神”“中国智慧”“中国制造”和“中国力量”。

习近平总书记指出：港珠澳大桥是国家工程，国之重器。港珠澳大桥的建设创下多项世界之最，非常了不起，体现了一个国家逢山开路、遇水架桥的奋斗精神，体现了我国综合国力、自主创新能力，体现了勇创世界一流的民族志气。这是一座圆梦桥、同心桥、自信桥、复兴桥。

孟凡超：港珠澳大桥的沉管隧道工程是世界上最长的海底沉管隧道，也是世界埋深最深的沉管隧道，同时还是中国第一条外海沉管隧道。应该说，其工程规模和技术难度位居世界同类工程首位。在港珠澳大桥建设之前，掌握沉管隧道先进技术的国家是美国、荷兰和日本，而当时中国只有20年左右的小型沉管隧道建设历史。建设外海沉管隧道，我们是从零起步。

港珠澳大桥沉管隧道工程的特点主要体现在：工程规模宏大、建设条件复杂、建设标准很高、技术难度极大等。沉管隧道工程的难点体现在：沉管隧道沿线基底软土厚度约为30米，管节底部纵向地质条件复杂且不均匀；沉管管顶埋于海床面以下23米的长度达约3公里，沉管埋深大，管顶回淤及沉船荷载大，节段接头受力及防水风险高；工程地处外海，气象水文条件复杂，工程区日均船舶超过4000艘，航迹线错综复杂，海上施工安全风险大；巨型沉管的安装需要面临深水、深槽、基槽回淤及大径流等世界级难题，施工风险高；巨型沉管制造抗裂抗渗风险高；设计使用寿命为120年，对结构耐久性要求高；需要研制先进成套施工装备和标准化生产流水线；工程穿越中华白海豚核心保护区，环保要求高。

因此，港珠澳大桥沉管隧道工程的建设挑战前所未有，是对中国工程师的一个巨大考验。

孟凡超：由于港珠澳大桥工程所处的伶仃洋海域，具有气温高、湿度大、海水含盐度高等特点，受海水、海风、盐雾、潮汐、干湿循环等众多因素影响，混凝土结构的腐蚀环境严酷，耐久性问题十分突出。为了保障大桥120年的设计使用寿命，项目实施过程中展开了针对性的耐久性研究和设计，通过采用海工高性能混凝土、结构钢筋较大保护层厚度、附加防腐蚀措施以及工厂化施工质量管控等技术措施来实现工程的耐久性目标。

关于海工高性能混凝土，主要是通过优化混凝土的配合比设计、采用适当的水胶比、低的胶凝材料用量、大掺量粉煤灰和矿渣粉的混掺体系等，来提高混凝土的耐久性。关于混凝土结构的附加防腐措施，一种是通过采用阻止或延缓氯离子渗透进混凝土达到保护钢筋的目的，例如预制墩身外表面采用了硅烷浸渍；另一种是通过采用提高钢筋的抗腐蚀性能延缓钢筋开始腐蚀时间或者降低钢筋腐蚀速率，例如预制墩身和承台采用了高性能环氧涂层钢筋，通航孔桥现场浇筑的桥塔及承台结构最外层钢筋采用了不锈钢钢筋等。

孟凡超：港珠澳大桥工程建设面临四大挑战：工程技术挑战、施工安全挑战、环境保护挑战和建设管理挑战。为了应对四大挑战，针对建设条件、建设目标和建设需求，我提出了港珠澳大桥创新的“四化”建设理念，即“大型化、工厂化、标准化、装配化”的桥岛隧建设理念及总体思想和指导方针，“四化”的本质是工业化。

港珠澳大桥能够具有高质量、长寿命和惊艳世界的高颜值，其重要的力量与条件是依靠一支有梦想、高水平的国家级勘察设计团队和世界一流的总体设计方案作支撑，依靠国家的先进科技实力和强大的工业化实力作支撑，依靠国家自主构建了超级跨海通道的全技术链、全装备链、全产业链作支撑，依靠一支打造世界超级跨海通道的梦之队、国家队作支撑。上述力量与条件确保了港珠澳大桥的创新建设理念得以实施，也确保了“高品质、长寿命”这一建设目标得以实现。

港珠澳大桥设计及施工攻克了一个又一个关键技术难题，研制了先进成套施工装备和标准化生产流水线，采用了先进可靠的抗风技术和措施，最终才使得大桥以高质量高颜值完美呈现于世界面前。港珠澳大桥经受了“天鸽”“山竹”等超强台风及有关地震的考验。

孟凡超：港珠澳大桥是世界超级工程，其工程材料的选择应用必须立足于成熟性、可靠性和耐久性。当然在满足上述条件的前提下也采用了优质可靠的新材料，就岛隧工程材料创新而言，主要体现以下几个方面：沉管隧道采用了多种规格含钒的高强抗震钢筋，保障了结构抗震性能；岛隧工程混凝土结构采用了聚羧酸减水剂产品，为混凝土的耐久性和施工性能提供稳定的保障；人工岛隧道洞口侧墙和岛上建筑主体框架梁柱采用了清水混凝土，外墙和室内墙面装饰均采用了通体一色的高密度纤维水泥板；为了保障沉管隧道的防火功能，满足设计要求的防火时长达到4小时以上，沉管隧道采用了隧道专用防火板等。‍

孟凡超：中华白海豚素有“水上大熊猫”之称，对中华白海豚的保护理念必须始终贯穿于大桥的建设与运营过程中。为了寻求既保护中华白海豚并对其生存栖息干扰降到最小，又能够高质量、安全、快速建设大桥的技术方案，在经多方案综合比选后，我最终提出和采用了 “四化”建设理念，也就是将所有的各种大型构件在工厂高质量制造完成，再运抵至海上安装，最大限度地减少了海上作业的人员、时间和装备数量，避免了大量海上作业人员、大量施工装备产生的废物排放和建筑垃圾排放，从而把对中华白海豚的生存栖息干扰降到最低，港珠澳大桥的桥岛隧建设装配化率达到了95%。

具体而言，采用装配化埋床式全预制墩台技术，极大降低了桥梁墩身及基础施工对海洋水体的扰动、污染和废物排放，采用增加桥梁跨径和将桥墩承台埋入海床，这些技术措施为中华白海豚的生存栖息提供了更为广阔的水下空间；采用装配化的快速筑岛技术大幅度减少了泥沙开挖和抛填量，将施工对海洋的污染降至最低；为了满足桥岛隧工程对珠江口总阻水率不大于10%，设计将人工岛长度缩短到最小、将桥梁跨径放大、将桥墩承台埋入海床下，以及采用“四化”创新建设理念，很好解决了珠江口的大区域生态环保问题；又如岛隧地基加固施工采用的挤密砂桩技术，与传统置换方法相比，大幅度减少了海底软土的开挖量，具有明显的环保优势。

此外，港珠澳大桥应用了大量的钢结构桥梁，用钢量达40余万吨，钢箱梁结构涂装面积约580万平方米，共计使用油漆为390万升，为降低涂料中有害物质对施工人员健康及对海洋生物的潜在危害，在桥梁工程中首次采用了环境友好型涂料，对涂料的环保性能指标（VOC含量、HDI/TDI含量等）进行了限定，为我国桥梁建设领域推广环保型涂料的应用树立了标杆。另外，为了有效控制桥面径流排放污染，大桥桥面排水系统的泄水槽具备一定的滞留池功能，使得径流水体中的SS（固体悬浮物）可以沉淀于泄水槽底部，从而避免了桥面径流直接排放入海，具有较好的环保作用。

根据广东省海洋与渔业厅发布的《2017年广东省海洋环境状况公报》，港珠澳大桥工程建成后，珠江口水域栖息的中华白海豚被累计识别2367头，大桥建设实现了“零伤亡、零污染、零事故”和“大桥通车，中华白海豚不搬家”的环保安全目标。

孟凡超：首先港珠澳大桥的建设改变了以往跨海大桥的建设工法及理念，大桥通过践行“四化”建设理念，变浇筑为建造，变建造为制造，引入生产流水线的标准化理念，推动桥梁工程领域里的工业化革命，将工业化的生产方式引入桥梁工程建设，从而最大限度降低现场工作量、作业人员及机具船舶数量，变海上现场施工为陆上工厂制造作业，规避了工程区台风影响、航运繁忙、环保要求等带来的风险。同时，大桥建设首次全面实施了健康、安全、环境一体化管理体系（即HSE管理体系），建立了适合交通行业包括制度保障、组织管理、应急管控、检查考核、预防预控及培训教育等6个模块的HSE管理体系，从而有效避免了安全事故的发生，大桥建设实现了零伤亡，创造了超级工程建设的安全奇迹。

孟凡超：港珠澳大桥沉管隧道是一个超大断面、钢筋密集的复杂箱型多室结构，材料采用海工高性能混凝土，设计要求混凝土具有良好的工作性能、高抗裂性、低渗透性及耐久性。在施工过程中，沉管管节采用全断面浇筑方式，从而有效保证混凝土结构的整体性，减小了混凝土内部约束。同时，通过优选原材料、优化配合比，大掺量矿粉和粉煤灰，降低水泥用量，降低收缩和水化热，并采取合理有效的温控措施，混凝土入模温度不大于25℃，从而降低了混凝土开裂的风险。

另一方面，为了避免沉管管节接缝处发生渗漏水，首次提出并采用了“半刚性”沉管纵向结构体系，半刚性管节兼顾了传统柔性管节与刚性管节优点，又弥补各自短板，通过纵向预应力增强节段接头抗剪能力，设置部分无黏结预应力，可以释放过量弯矩，从而减小结构开裂漏水风险。若将整体式管节比作结实的人，将节段式管节比作柔韧的人，半刚性管节便是既结实又柔韧的人。与此同时，管节接缝处采用“可膨胀密封条+OMEGA止水带+剪力键”的技术方案，并在节段接头处外侧环绕一周喷涂聚脲高强弹性防水涂料，最终形成管节结构自防水体系。

最后，沉管隧道所处的海洋环境并非是一成不变的，错杂的洋流、变化的海底地质环境可能会引起隧道结构的沉降，为此，沉管隧道实施过程中采用了“复合地基+组合基床沉管基础”技术，将国际上同类隧道一般20厘米左右的沉降量控制在了5～8厘米，有效避免了因沉管沉降量过大导致的渗漏水风险。

孟凡超：港珠澳大桥桥位处于我国东南地震带、全国地震重点监视区，跨越3条地震断层，历史上发生7级（9度）地震，若采用传统的桥梁抗震设计，地震发生时桥梁墩身开裂的位置将处于水中，导致后续将无法对其修复。因此，大桥通过减隔震设计，在墩顶设置减隔震支座，使得在强震作用下墩底部的非线形变形转移至墩顶，降低了墩身内力及基础规模，并避免了水下维修。

同时，研发了世界最大尺度高阻尼橡胶隔震支座，还自主研制了大尺度隔震支座超高阻尼和抗老化性能橡胶体的核心工艺配方，以及橡胶材料预成型控制工艺，并最终实现产业化。通过科技研究攻关，港珠澳大桥完成了世界最大长度和规模的近断层跨海大桥减隔震工程示范，培育了我国桥梁减隔震装置产业链。

孟凡超：港珠澳大桥是集桥岛隧于一体的世界超级工程，其中涉及的创新技术众多。

大桥已有许多创新技术在行业内进行了推广应用，例如大桥的钢箱梁抗疲劳关键技术及钢箱梁自动化制造技术，已成功推广应用于虎门二桥、深中通道、美国纽约韦拉扎诺大桥、挪威哈罗德兰大桥、厦门第二东通道跨海大桥、厦门第三东通道跨海大桥等重大工程，带动了我国钢桥制造业的全面提升。

大桥的装配化建设技术已在全国桥梁建设领域快速推广应用，成功推广应用于厦门第二东通道跨海大桥、厦门第三东通道跨海大桥等项目，大大提升了桥梁高质量发展的速度。

大桥的快速筑岛技术和沉管隧道技术已推广应用于深中通道和有关海上人工岛工程。本桥的GMA浇筑式长寿命钢桥面铺装技术已应用于多座国内特大型桥梁工程建设。

另外，基于港珠澳大桥桥梁工业化建造的成功设计实践经验，装配化钢结构桥梁产业技术创新战略联盟和中交公路规划设计院有限公司正在共同研发具有世界先进水平的装配化钢结构桥梁系列通用图，其中《装配化工字组合梁钢桥通用图》（共8册）已作为我国交通行业首部行业标准图集公开发布实施。本通用图集将开启我国常规跨径钢结构桥梁工业化建造的新时代，也将极大推动我国钢结构桥梁建设的转型升级和高质量发展。

本文原载于《中国建材报》4月18日2版

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