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建国60年工程杰作大盘点

2009-06-30

百科知识 2009年18期
关键词:三峡工程鸟巢南水北调

本刊记者

建国伊始,全国各地便纷纷掀起了工程建设的高潮,20世纪50年代北京的“十大建筑”就是建国初期工程项目的代表作。不仅如此,自力更生的建设者们还在长江天堑上建起了第一座桥梁,在难于上青天的蜀道修筑了新中国第一条铁路……改革开放后的30年来,中国工程技术人员采用新结构、新材料、新工艺、新设备等先进科技成果,创造了世界工程史上一项又一项的奇迹,其中有被誉为中国21世纪三大建设工程的三峡工程、西气东输工程、南水北调工程,至于桥梁、铁路、建筑领域的工程杰作更是数不胜数。

三峡高坝出平湖

早在民国初期,孙中山在其《建国方略》里就预想过建设三峡工程,随着1994年三峡工程开工,几代人的宏伟设想变成了现实。经过多年的建设,三峡工程预计今年全面竣工。

作为世界上规模最大的水利工程,三峡工程不仅与西气东输工程、南水北调工程并称为中国21世纪三大建设工程,而且名列为全球超级工程之一,这体现在:三峡大坝是世界最大的混凝土重力坝,混凝土浇筑量2794万立方米;三峡大坝坝轴线全长2309米,是世界最长的大坝;三峡是世界最大的水电站,总装机1820万千瓦,年发电量847亿千瓦时:三峡有世界泄洪能力最大的泄洪闸,最大泄洪能力为10.25万立方米/秒:三峡工程是世界防洪效益最为显著的水利工程。三峡水库总库容393亿立方米。防洪库容221.5亿立方米,能有效控制长江上游洪水,增强长江中下游抗洪能力;三峡工程有世界级数最多(5级)、总水头最高(113米)的内河船闸以及世界规模最大的升船机,最大升程113米。

除了防洪、发电、航运外,三峡工程在养殖、旅游、保护生态、净化环境、开发性移民、南水北调、供水灌溉等方面均蕴含着巨大效益。

一江清水向北流

自从20世纪50年代“南水北调”的设想提出后,经过几十年研究,总体布局已最终确定:分别从长江上、中、下游调水,以适应西北、华北各地的发展需要,即南水北调西线工程、南水北调中线工程和南水北调东线工程。南水北调工程是世界最大的调水工程,是我国投资最多、工期最长、影响范围最广的水利工程,对我国国民经济和社会发展具有重大而深远的意义。

东线工程已于2002年底率先启动,从长江下游引水,基本沿京杭运河逐级提水北送,向黄淮海平原东部供水,建成后将贯通长江、淮河、黄河、海河四大江河。为了确保一江清水向北流,工程建设人员要克服一个又一个技术难题,尤其是横亘在调水线上的黄河。他们采取打隧洞穿黄河方案,不仅对河势影响相对较小,而且可免受温度、冰冻、大风等不利因素影响。洞径宽近10米的隧洞是工程最重要的建筑物,深达黄河河底下几十米深处,施工难度可想而知。

中线工程也于2003年开始建设,其中丹江口水库是南水北调中线的源头,为其“增高”和“增肥”是工程的难点与重点。在国内尚无成熟经验和工程实例的情况下,建设者们解决了新老混凝土的结合问题,相当于在30多年前兴建的丹江口上再增加两个半北京密云水库,不仅实现扩容,同时还提高了下游防洪标准。

气贯东西配资源

我国西部地区的塔里木、柴达木、陕甘宁和四川盆地蕴藏着26万亿立方米的天然气资源,约占全国陆上天然气资源的87%。特别是塔里木盆地,天然气资源量有8万多亿立方米,2002年全线开工建设的“西气东输”工程,正是以这里为主气源地,4000千米长的管道途径9个省市(区),最终抵达上海。作为西部大开发的标志性工程,该工程在促进华东地区能源供应的同时,还有助于将西部的资源优势转化为经济优势,实现东西部的融合以及清洁能源产业的发展。

西气东输是我国迄今为止建设的距离最长、管径最大、管壁最厚、输送压力最高、输气量最大、技术含量最高的输气管道工程,建设规模和技术指标世界罕见,地形地貌的复杂程度堪称世界之最,施工难点属于世界级难题。2004年底,西气东输全线实现商业运营供气。2005年8月,塔里木油田的天然气在供应东部沿海地区的同时,还通过陕京二线向北京供气。

西气东输工程设计年输气能力120亿立方米,照此计算,每年可替代1600万吨标准煤,减少排放27万吨粉尘,在热效率相同的情况下,每年可节约燃料价值13亿多元。随着“西气”的发现和利用,塔里木盆地形成世界级大气区、我国成为天然气大国的前景初显。

青藏天路越屋脊

作为世界上海拔最高的高原铁路,青藏铁路全线的修筑历经近50年,它见证了新中国铁路的发展,代表了中国铁路建设的最高成就。

青藏铁路一期工程即西宁至格尔木段长814千米,从1958年分段开工建设,1984年全段建成通车,沿线海拔大部分在3000米以上,是中国第一条高原铁路。青藏铁路二期即格尔木至拉萨段,长1142千米,纵贯青藏高原腹地。随着青藏铁路2006年7月1日全线通车,西藏不再是我国唯一不通铁路的省区,“世界屋脊”不再遥不可及。

青藏铁路建设面临着多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱三大世界性工程难题。青藏线穿越海拔4000米以上地段达960千米,翻越唐古拉山的铁路最高点海拔5072米;青藏线还是世界上穿越冻土里程最长的高原铁路,经过冻土区达550千米。为此,工程技术人员采用“热管”这种主动降温的工程措施,有效地保护了冻土层,达到铁路路基的稳定性,使得列车在冻土地段行驶时速度能达100千米/小时——这是目前火车在世界高原冻土铁路上的最高时速。建设者还在冻土区上建起了世界海拔最高的高原永久性冻土隧道、最长的高原冻土隧道以及最长的高原冻土铁路桥;青藏线用于生态保护的投资之多为中国铁路建设史上之首,包括防沙屏障的修筑,草地的养护以及专门为藏羚羊等珍稀野生动物自由迁徙而设置的野生动物通道。

飞架南北长江桥

建国以前,长江上没有一座大桥,只能通过轮渡过江,交通十分不便。1957年被誉为“万里长江第一桥”的武汉长江大桥建成通车,从此使天堑变通途。该桥全长1670米,是我国第一座铁路、公路两用桥,桥下可通万吨巨轮,对促进南北经济的发展起到了重要作用,同时为南京长江大桥的兴建以及中国现代桥梁工程技术的发展奠定了基础。

现在,大量高科技、大跨径的长江大桥如雨后春笋一样建立起来。其中,主跨径1490米的润扬(镇江一扬州)长江大桥是中国第一、世界第四的悬索桥(悬索桥是跨越能力最大的一种桥);主跨径1088米的苏通(苏州一南通)长江大桥成为世界上

最大跨径的斜拉桥(斜拉桥是各类桥形中跨越能力仅次于悬索桥的一种)。

另外,中国目前跨径200米以上的特大跨径连续钢构桥已有50余座。在拱桥方面,我国建造技术也是国际领先,石拱、双曲拱、桁架拱、混凝土肋拱与箱拱、钢管混凝土拱和钢拱桥异彩纷呈,最大跨径550米也位居世界同类桥梁中的第一。在现代索桥,包括斜拉桥和悬索桥方面,目前已有数百座索桥遍布大江大河之上,润扬大桥和苏通大桥就是其中的代表作。这些建设标准高、技术复杂、科技含量高的超大型桥梁工程,代表了当前中国桥梁建设的最高水平。

比翼双飞跨海桥

21世纪初,我国开始了跨越海湾、海峡的造桥新时代。两座30多千米的超长跨海大桥——东海大桥和杭州湾跨海大桥比翼双飞,创造了世界造桥史上的奇迹。其中2008年建成的全长36千米的杭州湾大桥更成为世界上最长的跨海大桥。

杭州湾被喻为世界三大强潮海湾之一,这里有全世界规模最大、最壮观,同时也最为凶险的潮汛——钱塘潮,在这个地质气象条件恶劣的海湾筑桥难度可想而知。首先,对于沿岸滩涂下蕴藏的严重威胁施工安全的浅层沼气。工程技术人员开创性地采取有效控制放气的施工工艺,这在世界同类地理条件下是史无前例的;其次,自主创新地选定整桩螺旋钢管桩,使其起到“定海神针”的作用,其中最大的管桩直径1.6米,最大长度89米,最大重量74吨,为世界之最;杭州湾大桥50米箱梁“梁上运架设”技术,架设运输重量从900吨提高到1430吨,刷新了目前世界上同类技术、同类地形地貌桥梁建设“梁上运架设”的新纪录;大桥深海区上部结构采用70米预应力砼箱梁整体预制和海上运架技术,为解决大型砼箱梁早期开裂的工程难题,开创性地提出并实施了“二次张拉技术”,彻底解决了这一工程“顽疾”。

建筑奇迹汇“鸟巢”

2008年奥运会的成功举办是中华民族的一件盛事。在为奥运会而兴建的场馆中,最引人注目的无疑是“鸟巢”和“水立方”。这两座建筑之所以引人注目,不仅仅在于其外部造型的新颖别致,独具一格,还在于其中包含了许多世界领先的高科技成分。比如“鸟巢”高度复杂的大跨度交叉钢桁架结构,便是世界独一无二的,其纵切面的一个门式的航架最大跨度超过了320米。

假如用一般的钢材来搭建“鸟巢”,很难使之在结构安全和加工安装上达到要求,因此,科研人员专门研制生产了Q460E型特种钢材,这是国内首次在建筑结构上使用这种低合金高强度钢。为了把4.8万吨钢材“编织”起一个“鸟巢”来,设计施工者先在“鸟巢”内部搭建了78个支撑塔架,然后把“鸟巢”上面主要的航架分成段,在塔架上进行拼装,最终才得以让“鸟巢”矗立起来。因此,鸟巢的施工方法又是一个突破。

作为奥运会的主体育场,“鸟巢”从2003年12月破土动工到完工的整个建设过程一直吸引着全世界的目光。2007年,英国《泰晤士报》将“鸟巢”列为世界正在建设的10个最大最重要的建筑工程;2008年。美国《时代》周刊公布了在全世界选出的100个最具影响力的设计,“鸟巢”夺得建筑类最具影响力设计的桂冠。

明珠闪耀长安街

早在20世纪50年代,我国政府在对长安街的规划上,就有了建设国家大剧院的设想。直到2007年9月,一颗“湖中明珠”终于出现在它应有的位置上。与周边传统建筑产生的强烈对比,使其显得更加抢眼。

国家大剧院建筑屋面星半椭圆形,东西向长轴跨度212米,南北向短轴跨度144米,是目前世界上最大的穹顶建筑。整个穹顶6700多吨的钢材完全依靠自身的力学结构体系来保证稳固,也就是说,如此巨大的钢结构中间竟然没有一根柱子来支撑,建筑的难度可想而知!与一旁的人民大会堂相比。国家大剧院显得略低,但实际并非如此,因为国家大剧院60%的建筑在地下,其地下的高度有10层楼那么高,由此也成为了北京最深的建筑。

国家大剧院的外表由具有柔和的色调和光泽的钛金属覆盖,前后两侧有两个类似三角形的玻璃幕墙切面,再加上整座建筑由人工湖环绕,使其如同漂浮于水面之上的一颗“明珠”。新颖、前卫、独特的造型,融合传统与现代、浪漫与现实,正像设计师保罗·安德鲁所说,“国家大剧院要表达的,就是内在的活力,是在外部宁静笼罩下的内部生机……设计灵魂就是:外壳、生命和开放”。(文章代码:1812)

责任编辑:庞云

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