在这些背景条件下,完成工程建设需要创新的理念。设计团队提出了四化的理念,来指导工程设计,并把这种历年贯彻在工程建设的全过程。这个四化就是大型化、工厂化、标准化、装配化。
港珠澳大桥是一个规模空前的宏大工程,设计团队提出,把大桥的主体工程结构物化整为零,分解为大型构件,在陆地上预制。例如把非通航孔梁、桥墩、沉管隧道分解成不同的大尺寸构件,在陆地上预制,然后用大吨位的运输船运输到相应位置,最后用大型起重设备安装。其中,分解后的箱梁可以达到3000吨,180米长的沉管预制后排水量可以达到8万吨。这就是所谓的大型化。
所有的预制构件在陆地上预制,则是一种工厂化生产。孟凡超认为,这是充分依靠我国工业生产能力,把大桥建造向大桥制造的转变。与传统的现场浇注相比,工厂化是让预制构件处在一种工厂车间的生产状态,大大减少了环境对构件质量的影响,出厂的则成为了质量稳定的产品。同时,工厂化生产减少了海上现场浇注,因此显著减少了施工对生态环境的负面影响。与之对应的是,建设者的工作环境显著改善。而且,工厂化培养了专业化的作业队伍。“有人认为工厂化生产可能减少了农民工就业岗位,我们认为恰恰相反,这种方式是在稳定的生产线上培养了一大批专业工人。” 孟凡超说,“在施工现场,人们以后可能看不见那种千军万马热火朝天的场面,而只是一些大型船舶在运输、起重、安装。”
与工厂化匹配的是标准化。工厂车间生产的产品必然是标准化的。化整为零的港珠澳大桥有大量的相同构件,这些构件在工厂预制,采用统一的工艺,执行统一的标准,质量自然要稳定。
化整为零之后的大构件在工厂以标准化方式生产出来之后,需要装配、安装起来,这就是设计团队提出的装配化。孟凡超把这个过程比喻成搭积木。但这肯定是一个伟大的积木,因为国内最大、最先进的海上运输、起吊、疏浚设备将投入其中。