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建设中的大沙水道桥。 肖雄 石磊 摄
当夕阳的余晖打在南沙大桥（即虎门二桥项目）的桥塔，平整、圆滑的塔身反射出的光线，让这座庞然大物显得尤为壮观。4座门式主塔遥相耸立，如同守护在狮子洋上的卫士一般，“任凭波澜起，自当岿然立”。
2014年南沙大桥建设伊始，就定下打造“安全耐久、环保节约、科技创新、至臻建设”精品工程的建设目标。这份“邂逅”的背后，是南沙大桥的建设者对创新的独到理解与提前布局。
正式通车的南沙大桥，全长近13公里，有两座超千米的世界级跨江特大桥，其中坭洲水道桥主塔高260米，相当于90层楼的高度，高度国内悬索桥第一；锚碇地连墙外径达90米，壁厚1.5米，面积相当于15个篮球场，规模世界第一；1688米跨径的坭洲水道桥为钢箱梁悬索桥，跨径世界第一；八车道钢箱梁全宽49.7米，宽度世界整体式钢箱梁第一；并且主缆第一次采用1960兆帕国产高强度镀锌铝钢丝新材料。
这项项“第一”的纪录可能是暂时的，但对于南沙大桥的建设者来说都是一种突破，都是一种创立。无论是米级的跨越，还是毫米级的精进，“破”与“立”之间是对创新的追求。南沙大桥建设者以勇创世界一流的民族志气，再一次擦亮了“中国制造”的招牌。
●南方日报记者 李赫
一缆跨百年▶▷国内桥梁缆索技术有了新突破
主缆，被称为悬索桥的生命线，由成百上千根直径只有数毫米的钢丝组成，在100年内具有不可更换的特性，让这根根“细小”的钢丝肩负着桥梁百年的重托，也正是这直径只有数毫米的钢丝，让我国悬索桥梁跨越天险的能力不断提升。主缆索股钢丝每提高一兆帕的承载能力或降低每一毫米的直径大小都是技术需要跨越的“万丈沟壑”，看似微小的差距却是一种难以企及的突破。
南沙大桥有两座超千米级大跨度悬索桥，坭洲水道桥采用主跨658米+1688米双塔双跨悬索桥，大沙水道桥采用主跨1200米双塔单跨悬索桥。两座悬索桥主缆均采用预制平行钢丝索股，坭洲水道桥原设计应用公称直径为5.3毫米、公称抗拉强度为1770兆帕的锌铝合金镀层高强度钢丝。每根主缆中，从西锚碇到东锚碇的通长索股有252股，西边跨另设6根索股在西主索鞍上锚固。每根索股由127根直径为5.3毫米的锌铝合金镀层高强度钢丝组成。坭洲水道桥索股钢丝总重约33953.4吨。大沙水道桥主缆有通长索股169股，每根索股由127根直径为5.2毫米的锌铝合金镀层1770兆帕高强度钢丝组成。索股钢丝总重约15527.3吨。
1770兆帕的钢丝在目前国内悬索桥采用的主缆钢丝中较为常见，技术相对成熟并已经广泛应用，而南沙大桥的建设者将眼光盯在了1960兆帕的钢丝制造与应用上，从1770兆帕到1960兆帕就是一种质的突破。
目前，这些国产高强度盘条、1960兆帕钢丝都没有批量生产和投入大跨度桥梁实际应用。各种状况在国内无先例可循，隐藏着许多未知因素。
在延续前者的脚印还是另辟蹊径更进一步的问题上，南沙大桥的建设者毫不犹豫地选择了后者，挑起“桥梁强国梦”的先锋旗，190兆帕的距离成了南沙大桥建设者所要攻破的“阵地”。
2014年初，根据国内多位专家的建议，虎门二桥项目建设单位将“1960兆帕钢丝悬索桥主缆索股技术研究”作为“南沙大桥建设关键技术研究”内容之一，及时启动了“1960兆帕钢丝研制和在南沙大桥悬索桥主缆应用”的调研工作，设计也及时开展初步设计评估。初步分析认为，应用研究的关键是主缆用1960兆帕钢丝、盘条原材料。2014年11月虎门二桥项目专家委员会第一次会议上，专家一致支持这一研究课题，并提出了“跟踪支持1960兆帕索股研制，结合大桥实际，开展专题论证，制定实桥应用方案”的具体指导建议。
虎门二桥项目建设单位多次组织到钢丝厂现场调研和频繁技术交流，积极跟踪、引导相关研究工作。国内多家钢企、钢丝制造厂和缆索制造单位都主动启动了相应技术开发和试验研究工作。正在进行的研究主要包括国产盘条开发、进口和国产盘条拉拔1960兆帕钢丝以及相应的索股制造等相关开发。现在这些研究逐步深入，成果初现，“1960兆帕钢丝悬索桥主缆索股技术研究”逐步进入可实施阶段。
一番“攻营拔寨”后，技术的高地上率先插上了南沙大桥的旌旗。“从技术创新和实用双重意义来讲，1960兆帕钢丝主缆技术研究和应用是机遇，也是挑战。南沙大桥承担起历史的责任，推动行业技术进步，为提高中国桥梁和金属制品行业的国际竞争力作出贡献。”虎门二桥项目副总工程师鲜荣说。
锚固定风波▶▷
国内桥梁工艺有了新创造
在大沙水道桥东主塔的施工平台上，记者看到离桥塔200多米的重力式锚碇与桥塔交相呼应，从这距离地面近200米的施工平台遥望，这个锚碇在主塔与引桥桥墩的映衬下，似一座已经架设好的弓弩。这个直径达82米的巨型锚碇将承拉着主缆，而这庞然大物的里面隐藏着南沙大桥建设者的另一个突破。
悬索桥因具有跨径大、造型优美等优点而得到广泛应用。作为悬索桥的生命线工程，锚碇锚固系统的可靠性、耐久性至关重要，犹如桥梁安全稳固的“定海神针”。
选择何种锚固系统？南沙大桥的建设者做了一番比较与研究。
“目前国内在用的主要有两种锚碇锚固系统：型钢锚固系统与预应力锚固系统。相比于型钢锚固系统，预应力锚固系统具有体系结构简单、受力明确、用钢量少、安装方便，而且具有‘可监测’‘可更换’性能。根据孔道灌注材料不同，预应力锚固系统分为粘结式锚碇锚固系统和无粘结式锚碇锚固系统两种型式。无粘结式锚碇锚固系统在预埋孔道内灌注防腐油脂对钢绞线进行防护，锚固系统防腐性能相对可靠，且可监测、可更换。”鲜荣对不同类型的系统的区别信手拈来。
相比较下，无粘结式预应力锚固系统具有较高的可行性且广泛应用，技术成熟。但是其中还有一些不容忽视的缺陷：可更换效率低等。南沙大桥全桥锚固系统钢绞线根数达29000根，假设单根更换时间为1小时，即便每天更换时间按12小时计算，全部更换完毕需要时间为6.7年。
寻求突破，创新工艺，“品质思维”让南沙大桥的建设者再次激发“破”与“立”的热情。“为提高锚固可靠性和耐久性，降低施工工艺要求和降低全生命周期成本，研究一种新型的锚固系统显得非常必要。”李彦兵说。
虎门二桥项目副总经理联合研究单位开始设计研究新型预应力锚固系统用于该工程。
多股成品索预应力锚固系统经过诸多比较进入了南沙大桥建设者的视野之中，这种采用多束成品索作为预应力束的无粘结主缆锚固系统在预应力孔道内不灌注防腐材料，其耐久性主要是利用成品索索体本身的防腐性，索体有环氧喷涂护层、单根PE护套、油脂、聚酯带、PE内护套、PE外护套多层防腐，基本上能够满足100年的寿命要求。
不仅如此，多股成品索预应力锚固系统安全性和更换效率都有显著提升，在单作业面下，南沙大桥的成品索更换时间可由6.7年缩短至1年。并且可直接通过外观检查、设置试验索等方式实现对运营状态中的锚固系统稳定性的监测，便捷高效。
从全寿命经济成本来看，采用多股成品索预应力锚固系统造价比其他方案节约能达到20%—40%。
更好的防腐性能、需更换的可能性最小、运营维护成本低等优点让南沙大桥的建设者喜出望外，这一成果的获得不仅是国内首次提出采用具有优异防腐性能和锚固性能的成品索作为预应力索的设计，且孔道内不须灌注防腐材料；还是首次提出成品索的可更换设计。
“首次研究使用，成本并不一定能减少多少，但这项技术成果将为我国其他大型悬索桥锚碇锚固系统的建设提供更先进的技术，具有广阔的推广和应用前景，有着重大的社会意义和社会效益。这就是我们南沙大桥所坚守的‘品质思维’，不仅在质量上无可挑剔，还要时刻胸怀‘桥梁强国梦’的追求。”李彦兵满怀信心地说。
悬链勾曲线▶▷
跨江长虹勾勒生态湾区
“芭蕉河汊鱼虾，小桥流水人家”，海鸥岛作为广州的后花园，其环境保护一直备受关注。南沙大桥两座超千米大桥均落脚在美丽的海鸥岛，实现人与自然的和谐共处，成为南沙大桥建设必须解答的命题。
海鸥岛地处珠江入海口，面临狮子洋，是南沙大桥项目建设的腹地。设计之初，南沙大桥建设者们就牢固树立了“金山银山不如绿水青山”的绿色发展理念，规划实施打造结构优美、环境和谐的实体工程。
南沙大桥全线近13公里均为桥梁结构，其中，两座超千米级的悬索桥横跨珠江。为了适应地貌，与环境和谐统一，设计者考虑到流畅的线型、巍峨挺拔的主塔、雄伟壮观的桥梁，匠心独运地将平面弯曲，与两座悬索桥主缆的悬链线构成一个丰富的立体曲线旋律。同时，路线经过的海鸥岛和东莞沙田地区都是风景如画的滨海水乡，主桥范围的桥面采用通透的钢护栏形式，增强了环境的融入感。除此之外，桥墩设置隐藏式排水管，接入当地排水系统；桥面采用线性排水管，当车辆发生污水泄漏时，可以主动控制水流进入特定管道和处理池，避免污染江水和鱼塘。
环保理念的真正落地，还体现在对建设过程的把控。南沙大桥最高的主塔260米，是国内最高悬索桥桥塔；最大锚碇地连墙基础外径达90米，规模世界第一。规模庞大，且离珠江大堤较近，主塔的桩基础和锚碇地连墙基础施工给建设者带来了极大的考验。为了避免钻渣和泥浆污染江海和鱼塘，建设者们经过积极的努力、多番的研究，选择了在水上桩基和地连墙钻孔泥浆均配备专用处理器实现循环利用，钻渣收集外运集中处理，场地排水沟严密而通畅，甚至在江欧沥的养殖水域中还设置了防污围幔。除此之外，南沙大桥还建设了占地120亩、广东最大的节段梁预制厂以及钢筋加工棚等，实现了精细化管理、文明化施工。
如今，大桥正式通车，海鸥栖息依旧。在贯彻“生态湾区”理念的命题上，南沙大桥建设者用技术和匠心交上了一份圆满的答卷。
大桥之最
●坭洲水道桥主塔高260米，相当于90层楼的高度，高度国内悬索桥第一
●锚碇地连墙外径达90米，壁厚1.5米，面积相当于15个篮球场，规模世界第一
●1688米跨径的坭洲水道桥为钢箱梁悬索桥，跨径世界第一
●八车道钢箱梁全宽49.7米，宽度世界整体式钢箱梁第一
●主缆第一次采用1960兆帕国产高强度镀锌铝钢丝新材料
●南沙大桥全桥锚固系统钢绞线根数达29000根，成品索更换时间可由6.7年缩短至1年
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