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桥梁界的“珠穆朗玛峰”港珠澳大桥是如何炼成的?

来源:新华社 2017-12-07 20:19  

7月7日,港珠澳大桥海底隧道正式贯通。这也意味着全球最长的跨海大桥——港珠澳大桥实现了主体工程全线贯通。  梁旭 摄 

沉管成隧,跨海架梁,全线贯通的港珠澳大桥宛如一条巨龙,横卧在伶仃洋的碧波之上。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。

港珠澳大桥集桥、岛、隧为一体,全长55公里,其中海底隧道6.7公里,是中国乃至当今世界规模最大、标准最高、最具挑战性的跨海桥梁工程,被誉为桥梁界的“珠穆朗玛峰”。

记者近日随科技部调研了解到,港珠澳大桥建设在关键技术、关键装备、关键材料领域取得全面突破,确保大桥顺利建设的同时,取得良好的社会经济效益。

精密大桥:岸上预制海上拼装

走在港珠澳大桥上,随处可见衣着整齐的工人,他们进行着通车前的收尾工程。没有机器轰鸣,没有水泥飞溅,施工现场平静而有序。港珠澳大桥管理局总工程师苏权科介绍,整个建造期间,大桥的工地都不像一个施工场,而更像一个组装场。

港珠澳大桥的所有构件,大到隧道沉管、钢桥箱梁,小到逃生门板、污水过滤盖,全部在岸上工厂预制,然后运至海上,像“搭积木”一样拼装在一起。

然而,这些巨型“积木”的搭建并没有说起来那么简单。高度达106米、重量超3000吨的钢塔在海上“空中转体90度”,再以高精度安装,无需申请自动送彩金39外建桥史上前所未有;单节标准隧道沉管管节近8万吨,相当于一艘航空母舰,在海底环境对接安放,难度堪比航天器交会对接。

“在十年前,这是难以想象的。”苏权科表示,大桥的建设离不开我国整体装备水平、科研实力的全面提升。

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。岸上预制则令大型成套设备、先进生产工艺有了用武之地。

桂山牛头岛的沉管预制工厂,通过开发混凝土全断面浇筑及控裂、8万吨沉管顶推等成套技术,创造了100万立方混凝土浇筑不开裂的纪录;钢箱梁预制工厂引进焊接机器人,通过自动化控制,成倍提升焊接效率的同时有效保证焊接质量。

苏权科表示,通过“大型化、工厂化、标准化、装配化”施工,把粗糙的土木工程变成精密制造、精密安装,实现了工业化生产的水平。

这是港珠澳大桥主体工程的人工岛拼版照片。上图为东人工岛,连接香港(7月5日摄);下图为西人工岛,连接主体桥梁,通往珠海、澳门(7月4日摄)。 梁旭 摄

科技大桥:134项科研专题保障工程实施

伶仃洋上航道密集、气象多变、海底环境复杂,施工面临极大挑战。为支撑大桥建设,我国将港珠澳大桥项目列入“十一五”国家科技支撑计划,切实围绕工程需求开展课题研究。

相比桥梁工程,我国在沉管隧道建设方面的技术储备和实践经验相对不足,而在水下近50米建设深埋沉管隧道,在国际上也被视为“技术禁区”。沉管隧道建设的技术研究成为科研攻关的重中之重。

课题通过研究,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,能够确保深埋沉管隧道工程得以成功实施并做到不漏水。

与此同时,课题还形成了具有自主知识产权的外海沉管安装成套技术,全面解决了外海浮运、沉放、测控定位、对接等难题,创造了一年安装十节沉管的“中国速度”。

自2003年前期研究工作开始至今,港珠澳大桥共开展科研专题研究134项,累计投入近6亿元。科研成果的影响已超出项目本身,多项工艺与装备已在其他工程上得到了应用,取得了巨大的经济社会效益。

“更为重要的是,我们形成了一系列建造标准。”苏权科表示,随着我国桥梁工程“走出去”步伐的加快,这不仅有利于我国在同外方合作时争取工程主动权,更能将相关产业链带出国门。

精品大桥:“我们不想留下遗憾”

“我们不想留下遗憾。”这句话常挂在苏权科嘴边,“港珠澳大桥作为重大国家工程,理应打造成精品工程。”

港珠澳大桥的建设者把这一理念切实落到了行动上。

为确保沉管隧道火灾情况下的人员安全,他们经过一年多选址,在福建漳州专门修建了150米长的足尺沉管隧道实验平台,利用三年时间对大巴、中巴、小汽车,多次进行燃烧实验。在世界上首次获取了火灾中隧道内的温度、烟雾流速、厚度等第一手数据,形成了港珠澳大桥沉管隧道防灾减灾的成套关键技术。

为有效保护施工区域的国家一级保护动物中华白海豚,他们组建团队,300多次出海跟踪,拍摄30万多张照片,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。大桥施工期间,未对一头白海豚造成伤害,区域内白海豚数量还有所增加。

对品质的追求甚至不仅限于工程本身。位于港珠澳大桥中段的青州航道桥,其索塔被精心设计成了“中国结”的造型,尽管这给工程增加了施工技术难度,但是依然被采用。“港珠澳大桥不仅要密切三地间的物理联系,还要加强三地人民的心理团结,“中国结”的寓意美好而深远。”苏权科说。

(原标题:尖端工程科技打造世界桥梁奇迹——港珠澳大桥科技攻关记)

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