2019年8月的一个凌晨2点,海面风平浪静,只有检修车的探照灯在桥面投下长长的影子。工程师黄国伟把车停在P5桥墩下,按例抽取钢缆坑槽里的混合气体样本。就在这一刻,报警器发出尖锐声响——一根长约280米的预应力钢绞线在灯光下显出了断口,外露的钢丝被盐雾灼出了锈斑。
深圳湾大桥2007年7月31日正式通车,总长5438米,采用混凝土多跨连续箱梁与斜拉体系结合的方案。当年,各界给出的设计寿命是100年,多数人相信这座桥会像老成的海堤一样,静静守护深港往来。然而不足十五年便出现钢缆损坏,让监理团队瞬间紧张——桥梁的核心承载部件若提早失效,后果不堪设想。
预应力钢绞线是桥梁“筋骨”,通过主动张拉抵消自重产生的下挠。断裂意味着原本均匀分布的内力被打破,一侧箱梁将多承受25%至30%的活载。倘若相邻钢缆再有问题,小到裂缝,大到塌陷,都不是夸张的预言。黄国伟回忆当时的念头:如果原因找不到,下次检测就不是午夜,而可能是事故后的救援现场。
排查从常规环节开始。施工记录、材料化验、历次荷载试验报告全部调出。灌浆配比、水化温度、张拉工艺、锁定应力,无一例外都符合规范。一连串合格印章虽让人欣慰,却也把“偷工减料”或“粗制滥造”两顶帽子先摘了下来。
耐心检查断面微观形貌后,有意思的发现出现了:钢丝呈韧性拉裂,断口粗糙,并伴随白色粉末。同组人员取样化验,结果显示粉末成分为氢氧化钙——常见于水泥水化后的反碱产物。问题的矛头由此指向灌浆过程。
灌浆本意是把水泥浆体完全填充坑槽,隔绝氧气与海水,避免钢丝腐蚀。可如今既见锈蚀又见反碱,说明坑槽内部并非真空密封,而是潜藏了空腔。更耐人寻味的是,同一桥墩另三条钢缆状态完好,唯独这一槽出现“空鼓”。
为了验证假设,技术组将剩余坑槽全部钻孔取芯。检测完毕,其他位置的浆体饱满致密,只有问题槽在中心部位出现蜂窝状孔洞,最大孔径近5毫米。如此大的缺陷如果是人为疏漏,十二年间数十次内窥镜检查不可能视而不见;若说自然裂解,又解释不了为何独此一家。
在一次深夜讨论会上,年轻工程师林峻提出“涌浪效应”——当高压泵一次性将大量浆液注入长而狭窄的空间时,局部温度急升,游离水分汽化成高压蒸汽,随即被封存在浆体内部。随着冷却,蒸汽重新液化,体积骤缩,遗留空洞。这一现象在海工灌浆里偶有记录,却很少在内河或近岸施工中出现,因此未被充分警惕。
“如果当时泵压再低一点,或分段注浆,就不会有事。”黄国伟说。调查继续深入,团队调出了当年施工时的实时数据,发现P5桥墩恰是酷暑时段浇筑,混合料温度升高8摄氏度,且由于赶工,操作人员选择一次性注满。同等条件下,其他几槽因作业节奏不同,温升较低,从而幸免。
原因既明,补救并不复杂。首先割除受损钢缆,再用低水化热、高流动性的水泥基灌浆料分段注入,同时预留排气孔,待浆体基本成型后迅速封堵。新钢缆预应力值调整到设计上限的95%,保证与老缆协同工作。历经45天夜战,P5墩全部复位,大桥无须长时间封闭。
这场虚惊之外,引发的反思更深。深圳湾大桥建设时,中国的跨海大桥技术刚刚起步,规范偏向陆桥标准,对海洋微气候的瞬变影响估计不足。十多年过去,中国在港珠澳大桥、沪通长江大桥等项目中积累了更成熟的海工体系,如今看回头,早期的经验教训已写进新版规范。
值得一提的是,钢缆事件没有影响通航,却像一声警钟,把“事前防患”四个字敲进维护团队的脑海。此后,深圳方面把数字化监测手段全面铺开:传感器实时监控应力、挠度、温湿度;无人机和水下机器人按月巡查桥塔与桩基;大数据平台对异常值即时预警。
有人会问,为何大费周章?答案很简单——跨境大桥是深港经济往来的生命线。2018年,高峰期每天有6万余辆车以此出入,两地产业链像拉链般紧扣。一条钢缆的失效固然不等同于结构报废,但延误检修就有可能引发连锁反应,届时停运一天的损失都难以估算。
也有人担心,既然发生过一次断缆,是否意味着整桥隐患重重?数据显示,经全面复测,深圳湾大桥的安全储备系数依旧高于设计要求。此次事件像在干净玻璃上显现的一条细纹,提醒维护方:即便“百年大计”,也需要“日夜守护”。对超大型桥梁而言,规划、施工只是第一程,真正决定寿命的是后期的健康监测和及时养护。
从更宏观的视角看,中国桥梁工程正以惊人速度迈向深海、大跨、大吨位时代。无论是虎门二桥、深中通道,还是江阴二通道,设计与施工参数一次次刷新行业上限。与此同时,深圳湾大桥的“涌浪空腔”事件告诉人们,任何创新都要与严谨并行,一旦忽视细节,哪怕是一缕水蒸气也可能成为隐患的种子。
那辆检修车驶离桥面时,东方已现微光。黄国伟回头望见远处的高楼和码头在晨雾里若隐若现,车队无线电里传来同事平静的声音:“钢缆已拆完,凌晨五点开始安装新绞线。”他应了一声“收到”,心里却忽地一沉又一松——又一关口过去了,但这样的守望,还将持续很久很久。
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