顶升技术，可否成为松绑黄金水道的利器？

上海同盛内河航道建设发展有限公司技术部主任 年福龙 
　　上海先为土木工程有限公司工程师 尹天军 
　　中国公路杂志《设计院》专刊总监 王 鹏 
　　关于长江“黄金水道”的运能潜力，从世界上一些大江大河的运能现状可以对比性地找到佐证：比长江通航里程短280公里的密西西比河目前的年货运量为10亿吨；全长仅有1320 公里的莱茵河货运量则为长江干流运量的10倍。在制约长江航运的诸因中，有一个颇为遗憾的因素——桥梁净高限制，尤其是以南京长江大桥为代表的先行建设的部分桥梁，因净空高度设计标准偏低而对长江中下游航段造成的制约，早在2006年就曾因南京、重庆两大市长就“炸桥”与否的争论而备受关注。 
　　一桥飞架，黄金水道鲠骨在喉 
　　南京长江大桥以下港口由于不受桥梁净空高度的限制，3至5万吨级货轮可乘潮直达，而南京以上港口就没有那么幸运了。自20世纪80年代以来，国家先后投资数10亿元在芜湖、安庆、九江、黄石、武汉、城陵矶、重庆等港口建成的数十座5000吨级外贸码头和集装箱码头，却很少有大型外轮靠泊。有统计显示，进入长江的国际航行船舶超过99％的船舶均在南京以下港口。长江安徽段385公里航道条件优良，而2004年统计的数据显示，该航段完成的水运量为1.35亿吨，港口吞吐量为0.65亿吨，而一桥之隔的长江南京以下江苏段404公里，同年完成水运量则为4.2亿吨，港口吞吐量3.7亿吨，两者形成了鲜明对比。 
　　净空高度仅有24米的南京长江大桥，如同一座千年铁锁，把大船挡在桥下，丰水期也仅能通过3000吨级船舶，万吨级外轮无法通过，限制了长江黄金水道作用的发挥。后来新建的芜湖、铜陵、安庆马鞍山等长江大桥的净空，也“将错就错”地比照南京长江大桥的净空高度建设，致使南京至铜陵213公里可供万吨级海轮通航的深水航道未得到充分利用。这不得不说是中国桥梁建设历史中的一大遗憾。 
　　顶升技术，可否担负使命？ 
　　南京长江大桥的净空高度，这是一个历史的遗留问题。而也正是因为历史，特殊的时代也为这座大桥赋予了特殊的文化意义。作为爱国主义教育基地，南京长江大桥见证了一段我国人民“自力更生”的历史，从文物保护的角度考虑，“炸桥”绝不是一个明智的提案。而日臻成熟的大跨径桥梁顶升技术，则极有可能做到提高净空与保护文物的双赢，就在今年4月刚刚顶升成功的兰州中山桥就是这样一个例子。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。 
　　南京长江大桥顶升技术的可行性简析 
　　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，对于南京长江大桥顶升高度的假定，目前正桥桥下净高24米，若要让桥下通万吨级油轮，桥下净空至少需达到34米以上，估若南京长江大桥要顶升改造，需顶升10米以上方能充分发挥长江水运。 
　　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。 
　　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。国内目前已完成的桥梁顶升，最高顶升约6米，但大跨径、大吨位桥梁尚未顶升到相近高度。超高度的桥梁顶升主要解决以下两个技术难题：一个是下部支撑的稳定问题，另一个是顶升中的偏位问题。下部支撑的稳定性又有以下两方面：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。 
　　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。 
　　长江大桥顶升的效应简析 
　　南京长江大桥见证了一个时代，拆除是不可行的，提高航运唯有对其进行改建。相比于拆除重建，采用整体顶升有以下优势和价值：经济效应方面：采用整升顶升约为拆除重建的1/3~1/2。对航道影响方面：顶升只要安全措施可靠，顶升过程对航道没有影响。拆除重建：正桥拆除时对水中的通航影响较大。社会效应方面：顶升工艺相对于拆除重建对社会效应影响较小,是对“建设社会主义节约型社会”的积极响应。环保与节能方面：顶升施工所用的建筑材料很少，所消耗的能源也就很少。老桥是全部利用，所以也不存在废弃材料；顶升作业基本不产生废水、废杂和噪声，对环境基本没有影响。工期方面：采用桥梁顶升相对于拆除重建，时间至少节约1/2~2/3。 
　　初步估计，长江上整体顶升改造的桥梁需支出需上百亿元。若这些大桥顶升到万吨油轮通航的高度，每年长江航运收益增加几百亿元。长期计算经济效益巨大。同时顶升改造后，大型军用舰艇可开至上游，也具有较大的军事价值。