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港珠澳跨海巨龙,何以成“中国制造”新名片?
2016-06-30 羊城派 原创
一座跨海桥为何能震惊世界?它给世界造桥技术带来了哪些革命性的变化?为何它能将“中国制造”推到一个前所未有的高度?

羊城派原创文本/夏杨

6月29日,正在修建的港珠澳大桥主体桥梁工程合龙。接下来,8月底将实现整个桥梁贯通。

到明年底,这座中国建设史上里程最长(约50公里)、投资最多(约1000亿元)、施工难度最大的跨海大桥,将完整地展现给世界!


正在建设中的港珠澳大桥

这意味着,中国的桥梁技术,已站在世界最前沿!

这,也将成为“中国制造”向世界亮出的一张新名片!

一座跨海桥为何能震惊世界?它给世界造桥技术带来了哪些革命性的变化?为何它能将“中国制造”推到一个前所未有的高度?



在造不了桥的海域,我们造出了

在珠江入海口造一座桥,沟通香港、澳门、珠海三地,这为何能引起世界关注、甚至震惊?原因很简单,按照传统思维,这里造不了桥!

伶仃洋是全球最重要的贸易航道之一,每天有4000多艘船只穿行。这里必须保证30万吨油轮能够通行。


这就提出了要求,如果造桥,桥塔高度必须超过170米。然而就在桥梁两头,有香港、澳门、珠海、深圳等城市的多个国际机场,航空限高很明确,桥塔高度不能超过120米!

所以,这里造不了桥!

在造不了桥的地方,中国人却造出了。这明显是个奇迹!

我们是如何在相互矛盾中找到出路的?这是一种灵活变通的联合技术,在主航道两侧建造跨海桥,在主航道上建设海底隧道。二者之间,用人工岛连接起来!

这,就是港珠澳大桥的核心创意所在。


不要以为这是拍几下脑袋、来个脑筋急转弯就能实现的。和这一创新性造桥方案伴随而来的,是一系列技术难题。

为克服这些难题,中国团队攻克了一道道难关。有付出就有收获,仅仅在岛隧设计建设中,就取得了400多项专利技术。

以后,外国人造桥,要向我们看齐了!


海底沉管个个都是航空母舰级

采用桥-岛-隧联合方案造一座跨海桥,除设计方案新颖外,是不是觉得没啥难度?我们接下来说说方案的落实,就发现难题所在了。

港珠澳大桥工程分为桥梁工程和岛隧工程两部分。按照总体设计,大桥全长约50公里,除去两端连接线,海中桥梁长约23公里,海底隧道长度6.7公里。


海底隧道示意图

隧道难度在于,珠江口冲击来的泥沙,质地很软,难以用传统的隧道挖掘技术实现。

按照创新性设计,这条隧道由33根巨型沉管构成。因为设计是双向6车道,加上两个工程车道,折算出每个沉管宽37.95米,高11.4米,长180米,重达6.9万吨 ;每一节的排水量都超过中国航空母舰“辽宁号”!


这么大的钢筋混凝土沉管,如何建造,如何运输,如何精准安装,都是技术难题。

比如,沉管需要对接、安装在最深46米的海床之下,安装过程中还要排除海浪、台风等的干扰,仅此一项,耗时就要三年。


将沉管隧道吊装入海底之下

再比如,设计施工要求精度很高,误差控制在5毫米以内。为保证沉管的整体性,侧墙和顶部都是一次性浇筑完成,工艺要求非常高。

然而中国技术团队“逢山开道,遇水架桥”,克服了一个个难题,目前沉管已安装了27根,进行到了总工程量的80%。


人工岛上的海底隧道入口

钢铁消耗量超过60个埃菲尔铁塔

港珠澳大桥的主体工程大部分还是桥梁。要在海中建桥,就要克服抗台风、抗海浪、抗地震等技术难题。同时,因为大桥设计使用年限是120年(比世界现有海桥长20年),还要考虑抗盐碱。毕竟,在海水中泡久了,钢筋混凝土也会被氯盐侵蚀、分解。

这些问题并没有难倒中国的技术团队。

钢板表面做了抗海水腐蚀处理

为了减轻桥梁重量,增加抗风险能力,桥梁主体全部是钢结构。钢铁使用量算下来约需42万吨,相当于4个鸟巢体育馆或60个埃菲尔铁塔的用钢量!

大桥立在海水中,空气湿度大,水汽和盐碱腐蚀严重。为延长其寿命,技术人员在钢板表面涂抹了防水粘结层。在桥梁上面,还有沥青的保护。


港珠澳大桥主体为钢结构

伶仃洋为台风多发区。大桥建设者自主研制出了世界最大尺寸的高阻尼橡胶隔震支座,支座承载力约3000吨。这保证大桥能抵抗16级台风、8级地震及30万吨巨轮的撞击。

大桥本身还有健康监测系统和运营维护系统,可以很及时地测出风速。桥梁管理中有应急预案,风速达到一定数值,大货车不能上桥,极端天气时还可能封路,保障车辆和桥梁的安全。


大桥近日已合龙  图/林桂炎

超级钢筒造人工岛世界无先例

有了桥梁和隧道,就有了一个新问题:车辆从空中穿入海水之下,显然需要一块陆地连接。而在这附近海域,并没有可以利用的岛屿。

技术人员想到,要在适当的位置建造东、西两个人工岛。

正在建设的人工岛

有了这个想法,设计人员遇到了现实问题。这里的海底有一层厚厚的软泥,就像是一层软豆乳,建岛砂石倒下去,随即滑入深海,岛屿根本建不成。

而如果采用将软泥挖走的办法,需要挖出的泥沙总量,将相当于3座埃及胡夫金字塔!这不仅工程量巨大,而且更严重的是,将对本地生态环境造成毁灭性打击。伶仃洋海域本来是白海豚保护区,污染环境可不行!


面对左右两难,一个全新的造岛方案横空出世。那就是建造硕大的钢筒,在需要造人工岛的地点周边,直接穿透淤泥插入海底。人工岛就建在钢筒围起的范围内。

这样简单方便,并且节省了大量时间。

人工岛由钢筒围合而成

只是,这硕大的海底钢筒建造、运输、安装,都是需要技术支撑的!

按照设计,共需要打造120个钢筒(东岛61个,西岛59个)。钢筒直径22.5米,截面几乎相当于一个篮球场;高度55米,相当于18层楼高;重达550吨,相当于一架A380大飞机的重量!



巨大钢筒的运输与吊装都很困难

一座大桥树起一座“世界技术高标”

港珠澳大桥的设计建设中,还有一个小插曲。

面对史无前例的超级工程,中国的建设团队想去欧洲引进一些技术和经验,就到一家有130年历史的世界顶尖工程顾问公司。然而该公司仅咨询费就开价15亿元!

中国人没接受,并且内心憋着一股气:我们自力更生也未必不行!

临走,这家公司撂下一句话:“中国人没有能力做这件事”。

他们认为,中国人会像其他国家的人一样,回头再去邀请他们!


然而我们没有回头,而是走上了自主攻关之路。通过国内精英团队的联手协作,经多年努力,终于研发出一系列新结构、新工艺、新技术、新装备。

今年3月,我们的工程师再次去那家公司交流时,他们破天荒地升起中国国旗、奏响中国国歌,向中国的技术团队致敬!

中国人独立建造了港珠澳跨海大桥,这在中外桥梁建造史上是个奇迹,它奠定了中国桥梁建造技术的世界水准。

并且更大的意义还在于,桥梁建造是个综合工程,是一个国家或一个时代装备制造业、材料业的典型集成代表和最高技术体现。这座桥建造中开展的技术创新,及设计研制的建造装备,经过简单改装、甚至不需改装,就能用于其他工程建设!


连接桥梁和隧道的人工岛,设计图好梦幻

能建造港珠澳大桥,意味着“中国制造”的技术和能力,已走到了世界前列。以后中国制造业走出去,能够输出成套的技术,有能力把设计和施工全部承包下来。

无疑,港珠澳跨海大桥,就是“中国制造”打出的一张崭新的名片!





港珠澳大桥建设进程

(以下摘自网络资料)

1.1983年,香港商人胡应湘率先提出兴建连接香港与珠海的跨境大桥。1987年珠海市委、市政府开始酝酿开辟珠港跨海通道。

2.1992年3月正式开展预可行性研究,编制《伶仃洋跨海工程可行性研究报告》。

3.1997年12月30日:伶仃洋大桥项目获国务院批准立项。

4.伶仃洋大桥因故迟迟未建,2002年初香港商界再次提出建桥事项。

5.2003年7月底:国家发改委论证报告完成,确定兴建港珠澳大桥。

6.2005年初确定单Y桥型和港珠澳三地落脚点。
7.2008年12月工可报告通过专家初审并上报国家发改委。

8.2009年10月28日国务院批准港珠澳大桥工程可行性研究报告。

9.2009年12月15日上午港珠澳大桥正式开建。

10.2010年1月:在香港,东涌一名老妇取得法律援助后向香港高等法院提出司法复核,挑战港珠澳大桥香港段的环境影响评估报告。

11.2011年4月18日:香港高等法院判决环境保护署署长败诉,撤销对工程批出的环境许可证。港珠澳大桥香港段工程被迫延迟动工。

12.2011年9月27日:香港高等法院上诉庭判决环境保护署署长上诉得胜。香港政府表示,香港段工程费用将增加约65亿港元。

13.2011年11月18日:香港立法会财务委员会通过了建造港珠澳大桥的485亿港元拨款。


大桥主体桥梁合龙  图/林桂炎

14.2011年12月14日:港珠澳大桥香港段工程正式动工。

15.2012年5月7日:香港政府再向立法会财委会辖下工务小组委员会再申请88亿元以兴建香港连接线。

16.2012年7月31日港珠澳大桥珠海连接线项目正式开工,已于2016年1月先行通车。

17.2012年12月17日港珠澳大桥主桥墩开钻,标志着港珠澳大桥主桥墩施工正式拉开序幕。

18.2016年6月29日,港珠澳大桥主体工程合龙。预计8月底,港珠澳大桥桥梁将全面合龙。


来源|羊城派
本期主持|夏杨

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