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港珠澳大桥:标注中国工程建设新高度!

关注:605     发表时间:2018-11-01 13:35:20

港珠澳大桥

正式通车啦!

 

 

这座东连香港,西接澳门、珠海,全长55公里的跨海大桥,是继三峡工程、青藏铁路之后,我国又一重大基础设施项目,也是中国桥梁建筑史上技术最复杂、环保要求最高、建设标准最高的“超级工程”。


 

港珠澳大桥被英国《卫报》誉为“新世界七大奇迹”之一,在大桥的建设过程中科学家和工程师们创造了400多项新专利、7项世界之最。有人评价,它是交通工程界的“珠穆朗玛峰”。对于这座目前世界上综合难度最大的跨海大桥而言,每项荣誉的背后,都是一组组沉甸甸数据的支撑。



最长跨海大桥:港珠澳大桥全长55公里,是目前世界最长的跨海大桥。

最长钢铁大桥:港珠澳大桥有15公里是全钢结构钢箱梁,是目前世界最长钢铁大桥。

最长海底隧道:港珠澳大桥海底沉管隧道全长6.7公里。

最大沉管隧道:沉管隧道标准管节,每一节长180米,排水量超过75000吨。

最精准深海之吻:沉管在海平面以下13米至48米不等的深度进行海底无人对接,对接误差控制在2厘米以内。

最深沉管隧道:港珠澳大桥海底隧道最深处在海底48米,而目前世界沉管隧道最深很少有超过45米的。


世界建筑史上里程最长、投资最多、施工难度最大也是最长的跨海大桥。


 

从筹备到建成,港珠澳大桥建设历时14年,过程中攻克了无数个世界级难题,打破了无数个世界纪录,是当之无愧的世纪工程,今日正式通车,让我们此刻共同回顾港珠澳大桥的那些惊世骇俗之处。

 

港珠澳大桥的设计使用寿命长达120年,这意味着在一个多世纪的时间里,大桥的核心结构,尤其是6.7公里长的沉管隧道不能出现丝毫的质量问题。

 

港珠澳大桥的沉管

 

大桥的隧道由33节沉管连接而成,每节标准沉管段长180米,宽38米,高11.4米,排水量7.8万吨,相当于一艘满载的辽宁号航母。每节沉管的内部由超过40万根近一万吨的钢筋和7万吨混凝土组成。

 

建设中的沉管

 

如此巨大的沉管,还要保证极其苛刻的误差限度,因此它的运输过程中不允许丝毫差池。它不能远距离运输,更不可能在陆地上建好再辗转进入海中。

 

因此,在距离大桥不远处的桂山牛头岛,专门建设了一座沉管管节预制工厂,采用最先进的工厂流水线生产这33段管节。

 

沉管预制厂设置在一座小岛上

 

为了实现精准安装,工程首次应用了深水无人沉放对接测控系统,对桥段的安装位置和进度进行了精密的测量和控制。

 

港珠澳大桥的沉管隧道,是世界岛隧工程历史上首个真正意义上的外海深水安装沉管隧道,具有划时代的意义。

 

 

港珠澳大桥并不是一座严格意义上的“桥”,而是一个桥梁与隧道的组合体。整个工程在海中全长35公里,其中有29公里是桥,6公里则是隧道。在桥梁与隧道之间,通过珠江口伶仃洋南北两侧的两个离岸人工岛进行连接,而港珠澳大桥的难度也正来源于此。

 

桥隧转换的关键在于人工岛。修建人工岛可不仅仅是用海底的泥沙堆砌一座岛出来,这座岛必须能够对抗方向不定的洋流和海风。如果没有结实的加固,必然一冲即散。

 

港珠澳大桥人工岛的造价高达131亿元,为了保持稳固,工程采用了120个直径22米的钢圆筒围成人工岛的岛壁,单体重达500吨,其施工工法和八锤联动液压振动锤为世界首创。

 

人工岛外围的圆筒就是岛屿的围束

 

在海洋中填岛,如何将原来位置的海水排干是一个大问题。工程采用了局部开挖换填、井点降水联合堆载的全新施工方案,不仅加速了固结,而且减少了工程后的残余沉降,保障了安全。

 

在稳固的地基支撑下,建成的人工岛标高达到5米,能够抵抗珠江口300年一遇的洪潮。它不仅承担了桥隧转换的功能,而且还将成为港珠澳三地的交通衔接中心,两地对关口岸也设置在岛上。


人工岛的平面布置

 

人工岛集交通、管理、服务、救援及观光功能于一体,岛上还设计了中华白海豚观赏区和海上观景平台。


                                                                           

 

海底沉管隧道如何保证120年滴水不漏?

 

混凝土是一种脆性材料,抗压能力很强,但受到拉力就很容易开裂。在陆地上,绝大多数的混凝土都是带裂缝工作的,并不影响结构的性能。

 

但在海洋工程,尤其是海底隧道中,这样的裂缝是不可以存在的。因此,沉管隧道使用了一种抗渗性能很强的混凝土,它的微观结构非常致密,有害离子很难直接渗入。隧道壁内部的钢筋笼也十分密集,配筋率远超一般的建筑结构,这些密布的钢筋起到了极强的约束作用,严格限制了混凝土的宏观开裂以及微观裂缝的扩展。

 

沉管隧道内部的钢筋笼

 

为了避免沉管段之间的缝隙发生漏水,在沉管的节段和节段之间,还设置有一层厚厚的橡胶垫来弥合缝隙。在沉管内部沿纵向设置有许多贯通的预应力钢筋,当预应力钢筋张拉后,它们就像是一束强力橡皮筋,将沉管紧紧地绑扎在一起,不留一丝缝隙。这样,沉管内部与外部就被严格地隔离开来。

 

在施工中,工程部先将海底深厚而松软的淤泥清理到了一边,并在沉管的基床底部铺设2-3米厚的块石,制成一种坚固的复合地基。它可以让沉管的沉降值缩小到10厘米以内,杜绝因海底沉降导致的渗水。

 

在沉管铺设好之后,还要在两侧及上部回填碎石。之前被清到一边的淤泥也会很快随着洋流重新淤积到隧道上方,对隧道形成保护。这样一来,海中的风浪就完全侵蚀不到隧道了。

 

地处南海,大桥如何抵抗海洋侵蚀?

 

港珠澳大桥地处中国南海,这里风高浪急,每年要刮两场以上的台风。还有阳光的暴晒、海浪的侵蚀……港珠澳大桥可是要用120年的大工程,如果任由这些小问题日积月累,最终会成为大问题。

 

面对如此恶劣的海洋环境,工程师们进行了数百组室内模拟实验,以及室外高温稳定性及低温疲劳试验,获得了上万个测试数据,最终敲定了SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)+后浇筑式沥青混凝土组合铺装结构体系的钢桥面铺装设计方案。

 

工程还首次提出了GMA浇筑式沥青新技术,兼具温度稳定性与耐腐蚀能力。为了保障其中重要的集料生产,施工方还专门为港珠澳大桥打造了最先进、标准最高的高精尖集料工厂。


港珠澳大桥的总投资超过1000亿元,据估算,如果仅靠收取过桥费,它需要几十乃至上百年才能收回成本。然而,港珠澳大桥将珠江口两岸的城市连为一体,通车后,从香港开车去澳门只需30分钟,大大促成了珠三角经济的一体化,其社会价值是无法估量的。

 

今日港珠澳大桥正式通车运营。这一世界瞩目的成就背后,是无数建设者们的艰辛付出,今天的C位属于他们,他们当之无愧!



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