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港珠澳大桥主体工程贯通,的港珠澳大桥通车了

发布时间:2019-07-09 05:39编辑:生命科学浏览(65)

    15年,“争气”的港珠澳大桥通车了

    摘要: 一桥跨三地,唇齿更相依。从珠海景色最美的滨海道路——情侣路上向东远眺,全长55公里的港珠澳大桥宛若蛟龙,蜿蜒腾越于蔚蓝色的海面上。这是世界上最长的跨海桥梁工程,也是综合建设难度最大、最具挑战性的超级工程:在风大浪急的外海搭建使用寿命120年的钢 ... 一桥跨三地,唇齿更相依。  从珠海景色最美的滨海道路——情侣路上向东远眺,全长55公里的港珠澳大桥宛若蛟龙,蜿蜒腾越于蔚蓝色的海面上。这是世界上最长的跨海桥梁工程,也是综合建设难度最大、最具挑战性的超级工程:在风大浪急的外海搭建使用寿命120年的钢铁巨桥、在海底40多米深处建造最长的沉管隧道、穿越30万吨级航道和白海豚保护区的施工现场……可以说,每一项挑战都前所未有。  “港珠澳大桥是一座名副其实的科技大桥,在这些世界级挑战的背后,是一系列创新攻坚和科技支撑的强力驱动。”港珠澳大桥管理局总工程师苏权科表示,自2003年前期筹备工作开始至今,以国家科技支撑计划项目研究为主线,200多家科研单位、上千名科技工作者围绕港珠澳大桥的建设,共开展科研专题研究300余项,终于托举起这座世界级工程。  目前,港珠澳大桥主体工程已全线贯通。记者实地探访了这座桥梁界的“珠穆朗玛峰”。  国家支撑,科技先行  港珠澳大桥集结了上千名科技工作者,开展科研专题研究300余项  “大桥通车后,珠海、澳门同香港间的车程将由3小时缩短至半小时。这座桥将珠三角地区连成一片,形成港珠澳一小时经济生活圈!”站在双向六车道的港珠澳大桥珠海段入口处,苏权科自豪地告诉记者。  造桥架梁,一直是珠江两岸人民的梦想。但要跨越几十公里的南伶仃洋海域,谈何容易?  “世界上几个有名的跨海通道工程,如美国切萨皮克跨海工程,长度19.7公里、海上人工岛面积3.2万平方米、海底沉管隧道3.3公里;韩国巨济岛—釜山连岛大桥,长度8.2公里、没有建造人工岛、海底隧道3.7公里。我们的港珠澳大桥,跨海段长度有22.9公里,还要建设两个10万平方米的人工岛,海底隧道长度达5.9公里,难度可想而知。”苏权科介绍。  更何况,这还是在淤泥深厚、海洋腐蚀环境严峻的外海施工。自然条件复杂,生态环保的要求更加严格。这片海域是国家一级保护动物中华白海豚的自然保护区,如何在施工过程中最大限度地减少对白海豚的干扰,是建设者面临的严峻挑战。  根据规划,项目要穿越30万吨级航道,同时毗邻香港国际机场。“大桥要满足30万吨级巨轮通行的需求就得建高,要满足附近机场航班降落的限高需求又得建矮。”苏权科说,经过综合考量,港珠澳大桥的最合理方案定为“桥、岛、隧交通集群工程”,即在这一航段沉入海底,搭建深埋沉管隧道,同时在隧道两侧建起人工岛。  “人工建岛和海底沉管隧道,当时对我们来说都是‘超级难题’。南伶仃洋是外海,环境敏感点众多,如果采用国外技术,要三年才能建成人工岛,一是工期太长,二是会对海域环境造成严重影响。而海底沉管隧道的关键技术一直掌握在少数发达国家手中,无论是技术引进还是合作,代价都非常高昂。何况有的技术还面临着国际封锁,花钱也买不来。”苏权科说。  从前期项目的可研阶段到开工建设,科技创新的理念贯穿始终。这个超级工程集结了我国在桥梁设计和施工、材料研发、工程装备乃至生态环保领域的上千名科技工作者,开展科研专题研究300余项,获得发明专利授权逾百项、发表论文逾500篇、创建工法逾40项。  自2010年起,国家科技支撑计划启动了“港珠澳大桥跨海集群工程建设关键技术研究与示范”项目,涉及大桥建设各项难点,以专业性、创新性、实用性的科技攻关支撑起港珠澳大桥的建设,啃下了一块块硬骨头,在关键技术、关键装备、关键材料领域取得全面突破,也为我国交通建设行业自主创新、技术进步起到了引领作用。  岛隧工程,全球首创  港珠澳大桥的岛隧工程是世界首例深埋沉管,沉管隧道首次做到无一处漏水  岛隧工程,是港珠澳大桥建设的难中之难。  从上空俯瞰港珠澳大桥,巨龙在离岸20多公里处倏忽隐没,再在6公里外腾空而起,连接两端的小岛状似蚝贝,工作人员都亲切地称其为“贝壳岛”。  贝壳岛不简单。在外海“无中生有”造出两座面积10万平方米的小岛,且当年开工、当年成岛,创造了世界纪录。“我们首创了外海深插超大直径钢圆筒快速筑岛技术,仅用了221天就完成两岛筑岛,缩短工期超过2年,还实现了绿色施工。”苏权科介绍,采用传统的抛石填海、围堤筑岛技术,工期长达3年,会对周边环境及航道产生极大影响。科研人员设计了多个方案,最后探索出外海快速筑岛技术,即采用120个巨型钢圆筒直接固定在海床上插入海底,再在中间填土形成人工岛。“每个圆筒直径有22米,大概和篮球场一般大;最高达51米,相当于18层楼高;重达550吨,与一架A380‘空中客车’相当。”  海底沉管隧道,同样也是庞然大物。5.6公里的沉管隧道由33个巨型混凝土管节组成,每个管节长180米、宽38米、高11.4米,重量达8万吨。  “要让这些管节在海底软基环境下对接安放,难度堪比航天器交会对接,需要精准的遥控、测绘、超算等一系列技术支撑。” 沉管隧道设计与施工关键技术课题研究负责人徐国平介绍,在水下近50米建设深埋沉管隧道,在国际上也被视为“技术禁区”。港珠澳大桥的岛隧工程是世界首例深埋沉管。“传统沉管隧道都是‘浅埋’,但港珠澳大桥的沉管顶部荷载超过传统沉管5倍,如果按照国外经验,采用节段式管节(柔性),有可能出现接头抗力不足、接头漏水等风险。”徐国平说,技术人员最终从理论上揭示了深埋沉管结构体系受力及变形机理,创新提出“半刚性”沉管新结构。这一方案与国外专家提出的“深埋浅做”方案相比,节省了工期。  “沉管隧道建成后,会不会渗水是成败的关键。因为33个管节之间有大接头,每个管节又有7个小接头。地基的不均匀沉降、剪力键的结构、止水材料的性能以及地震等因素,都有可能导致隧道漏水。”徐国平说,为了攻克这些难题,他们与多个单位合作攻关,就连制作止水带的材料也用了两年多时间自主研发。“国外类似沉管接头的正常漏水率是5%—10%,半刚性结构改善了沉管结构的防水性能,港珠澳大桥沉管隧道首次做到了无一处漏水。”  精品大桥,百年工程  能抗16级台风、7级地震,设计寿命长达120年  作为世界最大的钢结构桥梁,大桥仅主梁钢板用量就高达42万吨。“这相当于10座鸟巢或60座埃菲尔铁塔的重量,能抗16级台风、7级地震。”苏权科说,大桥的钢桥面铺装面积达到50万平方米,也创造了世界纪录。  更让人惊叹的,是这座大桥全部采用了“搭积木”的方式来建造。港珠澳大桥的所有构件,无论大小,包括上千吨重的桥墩、桥身和100多米高的桥塔,都是在岸上工厂整件制造,然后运至海上,像“搭积木”一样拼装在一起,实现了精密制造、精密安装。  “港珠澳大桥在设计之初就确定了‘大型化、工厂化、标准化、装配化’的理念。”港珠澳大桥管理局副局长余烈表示,施工现场紧邻航道,每天来往船舶4000多艘,为了满足工程质量、工期和安全的需要,也为了更好地保护生态环境,采用了这种全新的大桥建设模式。“海上组装可以降低海上恶劣气象条件对施工的干扰,降低对生态环境的破坏。岸上预制则让大型成套设备、先进生产工艺有了用武之地。”  苏权科感慨地说:“如果不是国家的整体科研和装备实力到了这一步,做这样的整体设计是不可想象的。”  港珠澳大桥要做精品工程,设计寿命达到120年,这在我国桥梁史上是从未有过的。“海工环境下,钢桥面疲劳开裂和混凝土海蚀早期破坏是行业通病,要建成一流工程,必须借助科研的力量来攻克这两大行业痼疾。”作为港珠澳大桥国家科技支撑计划课题之一——“混凝土结构120年关键技术”的负责人,王胜年带领团队进行攻关,从理论、技术、材料、工艺等多方面着手,作出了适合港珠澳大桥的耐久性设计。  港珠澳大桥也是绿色工程。施工之初,最让人揪心的白海豚仅有1400头;主体工程完工后,白海豚增加到1800头。“这也是国家科技支撑计划的子课题,我们与中国科学院水生生物研究所、中山大学、交通运输部规划研究院合作,组建团队,300多次出海跟踪,拍摄30多万张照片,对海域内1000多头白海豚进行了标识,并摸清白海豚生活习性,在施工时采取针对性保护措施。”余烈说,出海时能看见白海豚,是吉祥如意的象征,工人们既期盼偶遇白海豚,又会刻意避开,让它们少受干扰。

    它是世界最长的跨海大桥,全长55公里,使用寿命120年,抗16级台风、8级地震;

    它是拥有世界最长的海底隧道的大桥,隧道全长6.7公里,全部采用沉箱预制搭建;

    它是世界上最长的钢结构桥梁,仅主梁钢板用量就达到42万吨,相当于建60座埃菲尔铁塔的重量……

    10月23日上午,被誉为桥梁界“珠穆朗玛峰”的港珠澳大桥开通仪式在珠海举行,习近平主席出席仪式并宣布大桥正式开通。从此,一桥飞跃伶仃洋,珠海、澳门与香港实现了陆路连接。

    潜心准备多年的超级工程

    2003年8月4日,国务院正式批准三地政府开展港珠澳大桥前期工作。经过6年多的前期论证,2009年10月28日,国务院正式批准港珠澳大桥工程可行性研究报告,港珠澳大桥正式进入实施阶段。

    为了这一天的到来,桥梁人已经摩拳擦掌,潜心准备了多年。

    港珠澳大桥管理局总工程师苏权科回忆说,上世纪90年代他刚参加工作那会儿,“要把一座桥建好,很难”。

    “当时国内好多地方还没有桥,先要‘保通’,发展经济。但那个时候钱少、技术落后,所以大家因陋就简,先修通,也没办法追求长寿命、高品质,甚至很多地方不具备条件就上马,出现了垮塌等问题。”这给桥梁人压力很大。

    发展的迫切需求,促使桥梁人开始如饥似渴地学习国外先进的技术和经验。

    苏权科至今清楚地记得,第一次去美国,带回来的行李箱里装了很多国内没见过的钢筋头、连接件等“高科技”产品。而这超重的行李就是那时我国与世界先进造桥技术之间的差距。

    经过改革开放二三十年的积累,中国的造桥技术、建筑材料、施工管理水平早已今非昔比。大家都憋着一股劲儿,想建一座高品质、长寿命的桥,给中国人增光。

    超级工程背后的超级创新

    港珠澳大桥是中国第一例集桥、双人工岛、隧道为一体的跨海通道。

    “以前这种跨海大型工程,特别是桥梁、隧道、人工岛组合的跨海集群工程中的技术,我们国家没有。”苏权科告诉记者,“外海建隧道的技术、建人工岛的技术,我们以前并不掌握。尤其在珠江口的要求比较苛刻,包括环保、航运等方面提出很高的要求。”

    要把这么一座桥建起来,需要我们自己开发关键技术。

    苏权科表示,最大的挑战是跨海集成工程中的关键技术,还有关键材料,包括密封材料、耐久材料,我们都没有,一些装备我们也没有,比如水下对接装备、起吊装备。外海施工的安全压力、环保压力很大,还有三地合作,管理上也有很多挑战。

    超级工程背后必定有超级创新。

    在港珠澳大桥建设的过程中,新材料、新工艺、新设备、新技术层出不穷,仅专利就达400项之多,造出了世界上最难、最长、最深的海底公路沉管隧道。

    港珠澳大桥岛隧工程总工程师林鸣之前有过这样一个比喻:“33节沉管,装上去,对接好,像连续33次考上清华,难度可能还要更高。”

    “有些技术国际上都没有,正好通过自主创新;还有些技术国外有,但是对我们封锁,正好集国家之力,通过产学研结合,来搞一回‘争气’的跨海工程。”苏权科说。

    一桥飞跃伶仃洋

    在全球最繁忙的海域之一建造一座世界上最长的跨海大桥,同时需要跨越三地,其中的技术之难、协调之难可想而知。

    苏权科透露,在工程开工前,他们已经对一些问题进行了预研究和初步研究,判定能够解决才开始进入建设阶段,开展深入研究逐步把问题从实验室研究出来,在现场进行模型试验、工业试验,证明可行,再用到工程中去。

    2016年9月27日,港珠澳大桥主体桥梁正式贯通;2017年12月31日,主体工程完成;2018年2月6日,主体工程完成交工验收;2018年10月23日,正式通车,驾车从香港到珠海、澳门从3小时缩短至45分钟。

    用了整整15年时间,“苏权科们”解决了一个又一个难题。没有太多可以借鉴学习的经验,一切都要靠自己想办法、搞创新。

    “结合国家装备开发能力,正好工程提出需求,大家积极性很高,一起来研究。”苏权科说,“在类似工程中,我们的核心技术、核心装备,还有一些关键材料、关键工法,包括相应的标准,设计、检验方法和管理,我们都具备了。”

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