非凡跨度 時空重塑(2024年終系列報導·科技篇⑤)

中國天峨龍灘特大橋獲得二〇二四年國際橋樑與結構工程協會「大跨公路與鐵路橋最高獎」。圖為頒獎現場。羅小斌攝中國天峨龍灘特大橋獲得二〇二四年國際橋樑與結構工程協會「大跨公路與鐵路橋最高獎」。圖為頒獎現場。羅小斌攝
位於河南南陽淅川的南水北調中線工程陶岔渠首。新華社發位於河南南陽淅川的南水北調中線工程陶岔渠首。新華社發

2024年,中國科技創新步伐繼續鏗鏘向前,給人們的生產生活持續帶來深刻變革,也在一定意義上重塑人們的時空觀念。

在水利工程科技支撐下,南水北調工程繼續發揮國家水網主骨架作用,實現跨越千里的水資源大規模高效調配。

在道路工程科技支撐下,中國高鐵跨越更多山穀、河流等,綿延里程數和開行密度空前增加,使神州大地上更多地區之間人員往來和貨物運輸更加便捷,「朝發夕至」「千里同城」成為更多人的日常生活。

在空間科技支撐下,中國人不僅飛出「地球村」,抵達宇宙空間,而且把「香港時間」在九天之上進一步拓展、延展,實現在軌駐留時間空前突破。

中方主導,聯合3個外方機構,研製併發射空間科學衛星「愛恩斯坦探針」即「天關」衛星,探測到來自約256億光年之外的天體,展示出強大的深空探測能力。

南水北調通水迎來十週年

中線一期工程惠及1.85億人

兩條「水龍」在中華大地上自南向北蜿蜒而去。一條從漢江中上遊的丹江口水庫出發,向偏東北方向進入南陽盆地,衝過長江流域與淮河流域的分水嶺方城埡口,而後沿華北平原中西岸邊緣一路北去,穿過黃河,最終抵達北京、天津。另一條從長江下遊江蘇揚州三江口江都水利樞紐啟程,經大運河沿線向北,利用沿途的洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖作為調蓄水庫,經泵站逐級提水進入東平湖,而後一路穿越黃河抵達天津,一路向東進入膠東半島。它們就是國家水網的主骨架南水北調中線工程和東線工程,溝通了長江、淮河、黃河、海河四大流域,覆蓋了京津冀豫蘇魯皖7省份的城市和鄉村,有效緩解了北方地區特別是黃淮海地區的水資源短缺問題,為沿線大批城市提供穩定水源。

今年,南水北調中線一期工程通水進入第十個年頭,已累計調水超760億立方米,沿線40多座大中城市受益、1.85億人喝上「南水」。在2023—2024年度,中線一期工程繼續保持高效調水效能,調水量超過83億立方米,為年度計劃的118%;東線一期工程圓滿完成調水任務,累計向山東調水約10億立方米,向江蘇增供水量5.67億立方米,向安徽增供水量0.23億立方米。此外,東線北延工程累計調水8.25億立方米,直接受益人口達0.72億人。年初以來,中國南水北調集團持續強化汛期冰期等關鍵節點的安全輸水管理,工程經受住了汛期多輪強降雨和冰期低溫雨雪冰凍災害等多重考驗。

11月1日,南水北調中線一期工程啟動2024—2025年度調水工作,計劃向北京、天津、河北、河南調水約70億立方米。下一步,有關方面將結合受水區用水需求和水源區來水情況,實施水量科學調度,確保順利完成年度調水任務,同時進一步深化用水權交易改革,不斷提升工程效益。

高鐵總里程4.6萬多公里

新投入運營預計約2400公里

新建成並投入運營里程預計約2400公里,全國通車總里程將有望超4.7萬公里。這是中國高鐵交出的2024年建設「成績單」。全年新通車的高鐵線預計將達10多條,其中包括安徽宣(城)績(溪)高鐵、池(州)黃(山)高鐵,四川巴(中)南(充)高鐵,渝昆(明)高鐵渝宜(賓)段,「長三角」滬蘇(州)湖(州)高鐵,湖北荊(門)荊(州)高鐵等,分佈在全國各地。

今年是皖南地區高鐵建設收穫之年,接連開通兩條新線路,分別是4月26日通車的池黃高鐵,10月11日通車的宣績高鐵,設計時速均為350公里。前者總里程125公里,後者線路全長115公里。這兩條線路的開通進一步完善了長江沿岸城市南下黃山方向的路網。

自古蜀道難,今年川渝地區的交通因兩條新的高鐵線路開通獲得進一步發展。一條為四川省內線路巴南高鐵,另一條為渝昆高鐵渝宜段。

6月27日,巴南高鐵建成並正式運營。該高鐵全長149公里,跨越嘉陵江水系,沿線地形複雜,橋隧比高達70%,共架設約130座橋樑,打通56條隧道,建設施工難度很高。尤其是在嘉陵江特大橋建設過程中,項目施工方攻克了「深水基礎施工」「大體積承台施工」「40米高支架現澆箱梁施工」「164.5米鑽石型高塔施工」「山區鋼箱梁安裝」等5大難關,改變「落地鋼管支架」的傳統施工工藝,首次成功應用下橫樑裝配式「牛腿支架」施工。曆時約5年建設,終於全線貫通並建成投用,結束巴中不通高鐵的歷史,對於完善成渝地區城際鐵路網、加快沿線旅遊資源開發、促進沿線地區經濟發展、加快川東革命老區發展具有重要意義。

9月29日,渝昆高鐵渝宜段正式開通運行,全長192公里,大幅壓縮了重慶與永川、瀘州、宜賓等川南城市群的時空距離。渝昆高鐵宜賓至昆明南段正在緊張建設中,建成通車後將成為中國西岸南北最高效的通道,川渝到昆明的行車時長將大大縮短。

連通「長三角」區域的滬蘇湖高鐵目前正在進行試運行,開展列車運行圖參數測試、故障模擬、應急救援演練、按圖行車試驗等項目測試,為12月底開通做最後準備。該線路全長約163.8公里,設計時速350公里,全程只要約40分鐘。

拱橋跨徑提升世界紀錄至600米

摘得大跨公路與鐵路橋最高獎

當地時間11月12日,瑞士蘇黎世,2024年國際橋樑與結構工程協會(IABSE)頒獎典禮現場,在熱烈的掌聲中,來自中國天峨龍灘特大橋項目方代表走上典禮主席台,從頒獎嘉賓手中接過「大跨公路與鐵路橋最高獎」獲獎證書,主席台後方巨型液晶屏上呈現的是天峨龍灘特大橋淩空飛架碧水之上的壯美身姿。IABSE有近百年歷史,是目前會員最多的國際土木類協會,也是全球橋樑與結構工程領域最具影響力的國際組織之一。天峨龍灘特大橋項目摘得該獎項,充分彰顯了卓越的工程創新能力和在經濟效率、社會效益方面創造的價值。

天峨龍灘特大橋位於廣西壯族自治區河池市境內,是南丹—天峨高速公路(桂高速S26)的控制性工程,於今年2月1日建成通車。該橋大橋全長2488.55米,橋寬24.5米,其中主橋為計算跨徑600米上承式混凝土雙肋拱橋,也是世界首座跨徑達600米的拱橋。

天峨龍灘特大橋實現了混凝土拱橋的「百年跨越」,成為世界拱橋發展史上的里程碑。作為天峨龍灘特大橋總設計師,中國工程院院士、廣西大學土木建築工程學院教授鄭皆連指出,該橋主孔將世界混凝土拱橋跨徑世界紀錄一次性提高155米,比國外最大跨徑混凝土拱橋大210米,建造難度很大。他帶領團隊圍繞建造風險源,解決好了多項技術難題:提出了勁性骨架強勁度的合理選擇準則,既確保了施工時作為拱架的安全又控制了材料用量;通過合理分環和科學設置多工作面同時澆築,兼顧了結構時程應力抑制和現場施工時效,實現了拱肋外包混凝土的安全、快速施工;收縮補償精細設計和工作性能調控雙管齊下,實現了2.81萬立方米拱圈外包混凝土不開裂;採取綜合結構優化措施,使跨徑600米混凝土拱橋成橋應力水平與已建成的跨徑400米級混凝土拱橋持平;建立了拱肋縱向配筋優化方法,使縱向配筋減少到原方案的1/16。

值得一提的是,大橋建成後經受了4.4級地震的考驗,雖然距離該次地震震中近10千米,但安然無恙。

刷新在軌駐留時間紀錄

「香港時間」永駐太空

4月25日從酒泉衛星發射中心奔向太空,11月4日搭乘返回艙在東風著陸場回到地面,一共在軌飛行192天,這是神舟十八號飛行乘組創下的中國航天員太空出差時間長度紀錄,也是中國航天新的里程碑。

神舟十八號飛行乘組成員為指令長葉光富,組員李聰、李廣蘇。3人均為「80後」,都有過飛行員經歷。葉光富是中國第二批航天員,執行過神舟十三號載人飛行任務,累計執行航天飛行任務時間長達375天,是中國首位累計在軌飛行超過一年的航天員。李聰和李廣蘇均為中國第三批航天員,都是首次執行飛行任務。

神舟十八號飛行乘組在軌期間,完成了2次出艙任務,開展了大量科學實驗與技術試驗。在高高的九天之上,他們按照「香港時間」安排作息,按照中國節慶時令度過了特殊的「太空中秋節」和「太空國慶節」。

「香港時間」進入太空始於2003年。當年10月,航天員楊利偉乘坐神舟五號載人飛船,完成中國人首次太空飛行,持續21小時23分,由此拉開了中國載人太空飛行的序幕。隨著神舟飛船接連飛天,更多中國航天員進入太空,九天之上的「香港時間」從以小時計算到以天計算,再到以月計算,「茁壯成長」,中國航天員太空駐留時間不斷延長。隨著中國空間站全面建成,中國航天員分批次接續進駐,對其實現長期照料和值守,「香港時間」由此永駐太空。

探測到來自約256億光年外的伽馬暴

助力瞭解宇宙起源與演化歷程

宇宙空間星漢燦爛、了無際涯,隱藏著無窮奧秘,從古至今都激發著人類的探索熱情。隨著天文學的發展和天文探測衛星的應用,人類對於宇宙空間的感知能力不斷提升,感知範圍不斷擴大。2024年,中國科學家聯合國際上包括多個空間和地面多波段設備的龐大國際合作團隊依託「天關」衛星的強大感知能力,探測到來自256億光年之外的伽馬射線暴。

「天關」衛星原名「愛恩斯坦探針」,於2024年1月發射升空,主要科學目標涉及黑洞、引力波等愛恩斯坦相對論的重要科學預言。10月31日,該衛星正式在軌交付使用並被命名為「天關」(北桑治至和元年即公元1054年,司天監觀測並記錄金牛座「天關客星」超新星爆發)。「天關」自入軌運行以來到10月底,已成功探測到60例確定的暫現天體(忽然出現,持續一段時間後就消失的天體),上千例暫現天體候選體,以及480多例恒星耀發。「天關」最引人矚目的成就當然是探測到來自256億光年之外的伽馬射線暴,彰顯超強的天文探測能力。

據瞭解,「天關」衛星配備了寬視場X射線望遠鏡和後隨X射線望遠鏡,探測靈敏度和空間解像度比國際上現有的同領域設備提高了一個數量級以上。寬視場X射線望遠鏡由12套望遠鏡組成,模仿龍蝦眼的成像原理,具有獨特的微孔成像能力,能在寬視場的同時對宇宙中的天體進行高精度的成像。後隨X射線望遠鏡則有非常深的焦距,能對目標進行深入的觀測,可以用窄視場對目標進行光變、光譜、定位觀測。這兩種望遠鏡相互配合工作,使「天關」衛星明眸善睞,更有效地捕捉遙遠天體和天文現象,幫助科學家更好地瞭解宇宙起源和演化歷程。(本報記者 張保淑)

《人民日報海外版》(2024年12月23日 第09版)