橋樑界的「珠穆朗瑪峰」港珠澳大橋是如何煉成的?

7月7日,港珠澳大橋海底隧道正式貫通。這也意味著全球最長的跨海大橋——港珠澳大橋實現了主體工程全線貫通。 梁旭 攝 沉管成隧,跨海架梁,全線貫通的港珠澳大橋宛如一條巨龍,橫卧在伶仃洋的碧波之上。通車後,珠海、澳門同香港間的車程將由3小時縮短至半小時。 港珠澳大橋集橋、島、隧為一體,全長55公里,其中海底隧道6.7公里,是中國乃至當今世界規模最大、標準最高、最具挑戰性的跨海橋樑工程,被譽為橋樑界的「珠穆朗瑪峰」。 記者近日隨科技部調研了解到,港珠澳大橋建設在關鍵技術、關鍵裝備、關鍵材料領域取得全面突破,確保大橋順利建設的同時,取得良好的社會經濟效益。精密大橋:岸上預製海上拼裝 走在港珠澳大橋上,隨處可見衣著整齊的工人,他們進行著通車前的收尾工程。沒有機器轟鳴,沒有水泥飛濺,施工現場平靜而有序。港珠澳大橋管理局總工程師蘇權科介紹,整個建造期間,大橋的工地都不像一個施工場,而更像一個組裝場。 港珠澳大橋的所有構件,大到隧道沉管、鋼橋箱梁,小到逃生門板、污水過濾蓋,全部在岸上工廠預製,然後運至海上,像「搭積木」一樣拼裝在一起。 然而,這些巨型「積木」的搭建並沒有說起來那麼簡單。高度達106米、重量超3000噸的鋼塔在海上「空中轉體90度」,再以高精度安裝,國內外建橋史上前所未有;單節標準隧道沉管管節近8萬噸,相當於一艘航空母艦,在海底環境對接安放,難度堪比航天器交會對接。 「在十年前,這是難以想像的。」蘇權科表示,大橋的建設離不開我國整體裝備水平、科研實力的全面提升。 海上組裝可以降低海上惡劣氣象條件對施工的干擾,降低對生態環境的破壞。岸上預製則令大型成套設備、先進生產工藝有了用武之地。 桂山牛頭島的沉管預製工廠,通過開發混凝土全斷面澆築及控裂、8萬噸沉管頂推等成套技術,創造了100萬立方混凝土澆築不開裂的紀錄;鋼箱梁預製工廠引進焊接機器人,通過自動化控制,成倍提升焊接效率的同時有效保證焊接質量。 蘇權科表示,通過「大型化、工廠化、標準化、裝配化」施工,把粗糙的土木工程變成精密製造、精密安裝,實現了工業化生產的水平。

這是港珠澳大橋主體工程的人工島拼版照片。上圖為東人工島,連接香港(7月5日攝);下圖為西人工島,連接主體橋樑,通往珠海、澳門(7月4日攝)。 梁旭 攝科技大橋:134項科研專題保障工程實施 伶仃洋上航道密集、氣象多變、海底環境複雜,施工面臨極大挑戰。為支撐大橋建設,我國將港珠澳大橋項目列入「十一五」國家科技支撐計劃,切實圍繞工程需求開展課題研究。 相比橋樑工程,我國在沉管隧道建設方面的技術儲備和實踐經驗相對不足,而在水下近50米建設深埋沉管隧道,在國際上也被視為「技術禁區」。沉管隧道建設的技術研究成為科研攻關的重中之重。 課題通過研究,揭示了深埋沉管結構體系受力及變形機理,創新提出「半剛性」沉管新結構,能夠確保深埋沉管隧道工程得以成功實施並做到不漏水。 與此同時,課題還形成了具有自主知識產權的外海沉管安裝成套技術,全面解決了外海浮運、沉放、測控定位、對接等難題,創造了一年安裝十節沉管的「中國速度」。 自2003年前期研究工作開始至今,港珠澳大橋共開展科研專題研究134項,累計投入近6億元。科研成果影響已超出項目本身,多項工藝與裝備已在其他工程上得到了應用,取得了巨大的經濟社會效益。 「更為重要的是,我們形成了一系列建造標準。」蘇權科表示,隨著我國橋樑工程「走出去」步伐的加快,這不僅有利於我國在同外方合作時爭取工程主動權,更能將相關產業鏈帶出國門。精品大橋:「我們不想留下遺憾」 「我們不想留下遺憾。」這句話常掛在蘇權科嘴邊,「港珠澳大橋作為重大國家工程,理應打造成精品工程。」 港珠澳大橋的建設者把這一理念切實落到了行動上。 為確保沉管隧道火災情況下的人員安全,他們經過一年多選址,在福建漳州專門修建了150米長的足尺沉管隧道實驗平台,利用三年時間對大巴、中巴、小汽車,多次進行燃燒實驗。在世界上首次獲取了火災中隧道內的溫度、煙霧流速、厚度等第一手數據,形成了港珠澳大橋沉管隧道防災減災的成套關鍵技術。 為有效保護施工區域的國家一級保護動物中華白海豚,他們組建團隊,300多次出海跟蹤,拍攝30萬多張照片,對海域內1000多頭白海豚進行了標識,並摸清白海豚生活習性,在施工時採取針對性保護措施。大橋施工期間,未對一頭白海豚造成傷害,區域內白海豚數量還有所增加。 對品質的追求甚至不僅限於工程本身。位於港珠澳大橋中段的青州航道橋,其索塔被精心設計成了「中國結」的造型,儘管這給工程增加了施工技術難度,但是依然被採用。「港珠澳大橋不僅要密切三地間的物理聯繫,還要加強三地人民的心理團結,『中國結』的寓意美好而深遠。」蘇權科說。(原標題:尖端工程科技打造世界橋樑奇蹟——港珠澳大橋科技攻關記)
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