湖北公路交通科技工作者风采展示
——2024全国公路科技活动周
跨越山海江河 演绎建桥人生
——记中交二航局首席科学家张鸿
【人物简介】张鸿，1962年生，2008年毕业于华中科技大学。现任中交集团首席总监/中交二航局首席科学家，教授级高级工程师，博士学位。2005年被评为交通青年科技英才和武汉市突出贡献青年专家，2014年当选为全国建筑业企业优秀总工程师（中国建筑业协会），2015年获湖北省杰出专业技术人才，2017年荣获首届全国创新争先奖。
张鸿长期致力于桥梁施工技术、深水基础、智能装备和工业化智能建造研究与实践，打造了一批具备技术引领、市场竞争、可持续优化迭代的“硬核”产品。苏通大桥、润扬大桥、泰州大桥、援马尔代夫中马友谊大桥、深中通道伶仃洋大桥、常泰长江大桥、张靖皋长江大桥的注脚都有他的名字。40年来，他肩负天堑变通途的架桥使命，敢于接受挑战、勇于创新突破，主持参与了40余项国家重大工程的技术工作，并取得了丰硕成果，多项技术创新助推中国桥梁刷新世界纪录，是桥梁施工领域的带头人。他首创了超大跨度斜拉桥施工控制关键技术，突破了千米级斜拉桥建造技术瓶颈，支撑了苏通长江大桥、鄂东长江大桥等50余座桥梁建设；研发了短线匹配法节段预制拼装桥梁工业化建造技术及装备，形成了涵盖设计、施工、装备的完整产业链；发明了海上桩基施工新方法，并成功应用于中马友谊大桥、以色列阿什杜德港等“一带一路”重点项目；开创了大型沉井基础建造新技术，支撑了常泰大桥、五峰山大桥等重大工程建设。他长期坚守一线，面向跨江跨海桥梁的重大工程建设需求，解决了工程面临的诸多难题，助推中国桥梁建造技术创新发展，跨越能力和品质不断突破，从江河走向海洋、从国内迈向国际，为我国从桥梁大国迈向桥梁强国做出了突出贡献。
中马友谊大桥
逆风而行 诠释桥梁人的使命担当
改革开放以来的40多年是中国桥梁建设发展的黄金时期。在遵循技术发展的一般规律，以及走“集成—发展—创新”之路的基础上，中国桥梁工程取得了质的飞跃，建成了以苏通大桥、天兴洲长江大桥、卢浦大桥等为代表的多座特大型桥梁，将许多结构新颖、设计施工难度大并采用复杂高科技材料和工艺的桥梁由蓝图变成现实。张鸿便是在“第三阶段”创新超越时期成长起来的新一代桥梁工程施工领域技术带头人，苏通大桥正是他以项目总工程师的身份征战世界级桥梁的“第一战”。
由拉索撑起桥面的斜拉桥，是大型桥梁的一种基础桥型，但因其结构受力行为十分复杂，斜拉桥主跨相对较小。在当时悬索桥主跨早已逼近2000米的情况下，斜拉桥主跨能否超过1000米，在业内仍有很大争议。
“正是因为没有人尝试过，我们的成功才更有意义。”面对争议与挑战，刚刚出任中交二航局总工程师的张鸿主动请缨，承担起了中交二航局苏通大桥项目总工程师的重任。2003年，世界首座主跨超千米的斜拉桥——苏通大桥开工建设。
如果给苏通大桥贴一张标签，“创新”再恰当不过了。苏通大桥的创新目标不仅是建设一座跨径超千米的斜拉桥，更重要的是实现关键技术突破。在近10年的时间里，张鸿和他的团队在大桥建造中通过科技创新，攻克了多项世界级技术难题。首次创新性地提出了千米级斜拉桥全过程自适应几何控制理论与体系，研发了索塔、斜拉索、钢箱梁施工控制关键技术，创建了深水、急流条件下大型群桩基础钢护筒施工控制技术。成套技术不仅填补了国际上的空白，而且最终帮助苏通大桥实现了高塔倾斜度从1/3000提高到1/42000、长索制作精度从1/5000提高到1/20000、主梁标高误差不超过L/4000、桥轴线误差不超过L/45000、钢护筒倾斜度提高到1/300，精度远超国家标准。
“300.4米高的桥塔要笔直，设计要求从塔顶到塔底的垂直度误差不能超过10厘米，而苏通大桥把垂直度做到了1/42000，误差仅仅9毫米，这个高精度就体现了高技术含量。”在苏通大桥全线开通典礼上，交通运输部专家委员会主任、原总工程师凤懋润如此评价道。
很多时候，起跑便决定了速度和高度。刷新国内工程规模纪录的江苏润扬大桥、世界垂直高度最高的贵州北盘江大桥、创3项世界之最的伶仃洋大桥、世界公铁合建跨度最大的常泰长江大桥……在此后所负责的一系列特大型桥梁建设中，张鸿不断突破自我，多项创新技术荣获国家科技进步奖。
作为粤港澳大湾区又一重要交通大动脉，深中通道是继港珠澳大桥之后，集“隧、岛、桥、水下互通”四位一体的又一世界级跨海通道集群工程。深中通道的控制性工程——伶仃洋大桥正以新的“高度”，让中国人民在世界建桥史上书写下浓墨重彩的一笔。
伶仃洋大桥的锚碇成槽深度66.8米，混凝土用量40万立方米，总重100万吨。如何保证锚碇基础扎根海上，成为伶仃洋大桥的最大挑战之一。张鸿带领团队就施工方案反复论证，最终发明了软弱地质条件下海上成岛自平衡柔性约束圆形钢板桩围堰组合结构体系，提出了以柔性拉索主动调节堰体变形的控制方法，创建了海中锚碇基础施工全过程数智化控制技术，解决了宽阔海域深水、厚淤泥条件下锚碇施工技术难题，优化后的结构应力下降41.5%，工期节省近60天，产生不小的直接经济效益。
“随着建桥实力的增强，每次接收新工程时，我们都会先对标世界技术前沿，并结合实际开展技术攻关，而非简单根据设计图纸动工建设。”张鸿说，在大量实践中不断遇到问题、解决问题、总结问题，就必然会经历遇阻、突破、积累的创新过程。
苏通长江大桥
北盘江大桥
常泰长江大桥
深中通道伶仃洋大桥
跨江越海 誓将天堑变通途
跨海大桥面临海上大风大浪，高盐海水腐蚀，海底结构不稳定，加上远离岸上补给，建桥更复杂、难度更大。大桥能否跨越海洋，是一家企业乃至一个国家建桥综合实力的重要体现。
连接三地的港珠澳大桥，是世界最长跨海大桥，被视为“当今世界上最具挑战性的工程”。海底沉管隧道制作安装，是项目最大挑战之一。
“这么大的工程，我们一定要自己做。”在沉管隧道项目前期担任总工程师的张鸿，找到国内企业进行联合研发、攻关，攻克了沉管关键技术，全长5.6公里的沉管隧道最终全线贯通，滴水不漏。
位于马尔代夫马累至机场岛，跨越嘎阿地胡库阿海峡的中马友谊大桥，是世界上首次在珊瑚礁上施工的大型桥梁。嘎阿地胡库阿海称为“恶魔之海”，建造难度极大。
珊瑚礁是珊瑚活体沉积下来的结构，属于一种不稳定结构，珊瑚礁的孔隙、脆性特点，使桥梁基础打桩时极易遇到各种不确定性因素，有时桩打下去珊瑚礁就碎了。
为此，张鸿带领团队开展的海洋环境深水珊瑚礁灰岩条件下的大直径桩基受力机理及成桩技术研究。通过船载浮吊将空心桩基钢护筒吊装至导向架内定位，打入珊瑚礁内后，钻空筒内岩层，再向内灌注混凝土形成桥墩，由此解决珊瑚礁上建设大桥的施工难题。
在以色列阿什多德港项目建设中，张鸿提出了几个新工艺，为当地节省6000万美元。“我们通过自主创新的关键技术，为“中国制造”赢得好口碑。”
杭州湾跨海大桥、马来西亚槟城二桥、中马友谊大桥，一系列特大型跨海桥梁的建设，使张鸿在跨越大海中不断突破自我，也将中国桥梁名片逐步推向海外。
未来桥梁建设将会越来越突出机械化、功能化、智能化。张鸿说：“天堑变通途是桥梁建设者永远的使命，值得一生来热爱。”
变革创新不停步 砥砺奋进再起航
上世纪六十年代，法国工程师首次提出节段短线匹配预制、平衡悬臂安装施工理念，并成功应用于塞纳河上的舒瓦西勒鲁瓦桥。2000年这项技术首次引进我国由中交二航局建设的苏通长江大桥（2008年通车）首次大规模应用节段梁预制悬臂拼装技术。
大桥施工期间，时任二航局总工程师兼苏通长江大桥项目总工程师张鸿意识到了新技术的前景，果断引入了短线匹配法施工引桥节段梁，并开发了自己的软件，配制了性能优越的结构拼接胶，研发了系列化的架桥机产品，将短线匹配法彻底引到了国内，并在随后的厦门集美大桥、上海长江大桥、港珠澳大桥等多项大型桥梁工程中持续应用和完善，拉动了中国建桥“装配化”的进程。
在港珠澳大桥香港段接线工程中，高架桥上部结构箱梁全部采用短线匹配预制工艺，主要桥跨结构形式为75米跨连续梁桥和150米、165米、180米跨连续刚构桥。预制节段箱梁具有超长超高超重的特点，最大长度4米，最大高度10米，最大宽度4.4米，共约200种规格。张鸿提出了港珠澳大桥装配化桥梁建设成套技术，其中180米跨刚构桥变截面箱梁短线匹配预制刷新了短线匹配预制方法在更大跨度、更高梁段变截面梁桥的应用范畴。箱梁预制的完成为港珠澳大桥香港接线合龙奠定了坚实基础。
2021年3月，常泰长江大桥节段梁预制完成，标志一项世界领先的新型工艺—短线匹配法节段梁流水线预制工艺成功落地。
这是张鸿在装配式桥梁领域的又一次技术突破。
从南京长江四桥首次接触节段梁施工开始，再到芜湖长江二桥、南京长江五桥、五峰山大桥、常泰长江大桥等工程，张鸿带领团队在短线匹配法新技术方面不断革新与探索，攻克了施工、控制、材料、装备的技术难题。他首次提出了以精度控制为核心的节段梁施工控制方法和体系，建立了误差控制和验收标准，主持开发了国内第一套线形控制软件，发明了基于移动台座的节段梁预制全流水生产线，并主编了《公路装配式桥梁施工技术规范》，填补了国内外在装配式桥梁施工规范领域的空白，更好的体现了“安全、耐久、环保、节能、可持续”的桥涵建设理念，对大力推动混凝土桥梁的标准化、快速化建造，提升装配式桥梁的技术水平和工程质量，促进桥梁产业转型升级具有重要现实意义。
港珠澳大桥香港段接线桥
崇启大桥
桥梁智造 当在破局思维中创新前行
过去的40多年，中国桥梁快速发展，已经形成了良好的产业发展条件和技术储备，为未来跃升发展打下了良好的基础。然而，当前和今后一个时期，交通强国、科技强国、质量强国、数字中国、绿色发展等一系列国家重大战略的提出和实施，又将为桥梁产业发展带来前所未有的战略机遇。
面对新挑战，张鸿带领其团队早已开始布局，并在“智能建造”这一领域，持续攻关。
2021年，中交集团启动首个揭榜挂帅项目“桥梁工业化智能建造关键技术研究及产业化示范（一期）”，张鸿担任项目首席专家，除了研发钢筋部品工业化智能建造成套技术之外，还牵头研制了全球首台基于“竖向移动工厂”的混凝土桥塔工业化建造装备---一体化智能筑塔机，该装备集模架爬升、混凝土布料、辅助振捣、智能养生、应急避险和安全监控功能于一体，以流水线方式进行全功能一体化施工；牵头研发了多参数自感知缆索关键技术、特大型水中沉井基础智能建造技术、基于人工智能驱动的混凝土产业绿色化关键技术、桥梁预制结构工业化建造关键技术、桥梁智能建造与服务云平台关键技术等国际领先技术。2022年12月，“桥梁工业化智能建造关键技术研究及产业化示范（一期）”中期评价6项成果获评国际领先水平。
在深中通道建设中，一体化智能筑塔机大显身手；常泰长江大桥工地上，智能机器人在24层楼高的巨大沉井“埋头苦干”、混凝土数字化云工厂“腾云驾雾”；瓯江北口大桥上，智能索股入鞍机器人的实时动态监测……张鸿及其团队所研发的一批独有核心领先装备，在这些世界级大桥中应用，为推动桥梁产业数字化迈出了重要一步。
一体化智能筑塔机
特大型水中沉井基础建造技术
站在提升世界一流桥梁建造核心竞争力、打造世界一流桥品牌的新起点上，借助新的管理理念，张鸿将带领中交二航局的中国建桥“梦之队”，助推桥梁工程管理从粗放化向精细化的高质量发展转型升级。
时代赋予了中国桥梁更多的机遇，面向未来，张鸿表示，他将锚定这一目标，笃定前行，为桥梁产业发展的又一次飞跃贡献力量。
（湖北省公路学会）
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