10月23日上午，被稱為“現(xiàn)代世界新七大奇跡”之一的港珠澳大橋注冊儀式在廣東珠海舉行。10月24日上午正式通車運(yùn)營。大橋全長55公里，集橋、島、隧于一體，發(fā)明晰沉管地道“最長、最大跨徑、最大埋深、最大體量”的世界紀(jì)錄，包含了當(dāng)今世界島隧橋多項(xiàng)尖端科技，是當(dāng)今世界最具應(yīng)戰(zhàn)性的工程之一。
港珠澳大橋從規(guī)劃到締造前后歷時(shí)14年，這背面有著什么樣的科技支撐呢？
世界最長的海底沉管地道
天上有飛機(jī)，海上有輪船，夾在中心的港珠澳大橋怎樣才不會(huì)影響附近香港世界機(jī)場航線的翱翔安全，又能滿足伶仃洋航道30萬噸輪船通航的需求呢？
港珠澳大橋規(guī)劃團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)極富發(fā)明力的方案：締造東西兩個(gè)人工島，修建一段海底地道，將地道與大橋連接起來。這條世界最長的海底沉管地道由33個(gè)巨型沉管組成，每節(jié)管道長180米，單節(jié)重約8萬噸，且沉到海底40多米。
如此巨大的沉管要怎樣才干沉降到海底結(jié)束對接？這就需求浮運(yùn)設(shè)備。所謂浮運(yùn)設(shè)備，便是用拖船將沉管拖運(yùn)到橋位附近，再用絞錨方法進(jìn)行橫、縱移沉管至設(shè)備方位并進(jìn)行沉放設(shè)備。為確保浮運(yùn)設(shè)備成功結(jié)束，華南理工大學(xué)的趙成璧副教授團(tuán)隊(duì)選用物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿照方法對地道沉管管段浮運(yùn)、系泊與沉放等水上施工的關(guān)鍵問題進(jìn)行研討。這一研討，還真發(fā)現(xiàn)問題。
“實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在淺水海域，沉管在水流和波瀾的作用下，縱向水流對管段的作用所引起的問題比較簡略處理，但若遇橫流的作用，管段一放進(jìn)海里，就會(huì)發(fā)生橫傾與下沉，并簡略觸碰到海底，極點(diǎn)不安全。”團(tuán)隊(duì)成員王冬姣副教授說。為了進(jìn)一步驗(yàn)證該實(shí)驗(yàn)的可靠性，團(tuán)隊(duì)一遍遍進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與核算。最終為港珠澳大橋的浮運(yùn)與沉放施工方案供應(yīng)重要的技術(shù)支持。
在大橋主體設(shè)備中，鋼箱梁橋面鋪裝代表橋梁締造“面子”工程，它供應(yīng)車輛行進(jìn)的舒適安全。“我們摒棄了價(jià)格高昂的進(jìn)口環(huán)氧瀝青資料橋面鋪裝技術(shù)，選擇了英國澆注式瀝青鋪裝方案。”華南理工大學(xué)張肖寧教授說，“但該方案施工功率低，按照此方案，需求5年左右的時(shí)刻才干結(jié)束鋪裝工程。”他們立異性地提出GMA施工方案，將施工功率前進(jìn)10倍，半年內(nèi)結(jié)束工程。并建成國內(nèi)外首個(gè)可以滿足力學(xué)相似的橋梁切斷足尺模型。
打破了國內(nèi)大橋“百年慣例”
除了是世界最長的大橋，港珠澳大橋的規(guī)劃使用壽命長達(dá)120年，打破了國內(nèi)大橋的“百年慣例”。
坐落海泥環(huán)境中的鋼管樁怎樣確保120年不損壞，這對港珠澳大橋規(guī)劃團(tuán)隊(duì)提出極大的應(yīng)戰(zhàn)。“針對特定的海泥環(huán)境，我們先后從涂層的抗?jié)B透性、耐陰極剝離性等著手研發(fā)新型涂料，處理涂層的耐久性問題。”中國科學(xué)院金屬研討所耐久性防護(hù)與工程化課題組負(fù)責(zé)人李京研討員告訴記者，他們研發(fā)出新一代高性能環(huán)氧涂層鋼筋，并參與大橋基礎(chǔ)的防腐涂裝施工，確保了港珠澳大橋120年耐久性規(guī)劃要求。
凌亂的海床結(jié)構(gòu)、惡劣的自然環(huán)境、超長的跨度距離，對橋梁鋼是一個(gè)巨大檢測。支撐起這座特大型橋梁的高性能綠色橋梁鋼，大部分是依據(jù)東北大學(xué)王昭東教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的依據(jù)新一代控軋控冷工藝，由鞍鋼集團(tuán)出產(chǎn)。
該工藝使鋼材安排細(xì)化35％以上，分出相標(biāo)準(zhǔn)減少25％以上，有用滿足了橋梁鋼高強(qiáng)度和高韌性的需求。通過優(yōu)化的“成分規(guī)劃+控制軋制+軋后超快冷卻”組合拳，滿足了橋梁的抗震和抗應(yīng)變規(guī)劃。
“搭積木”組裝出大橋
港珠澳大橋像“搭積木”相同組裝出來。先在工廠里把橋墩、橋面、鋼箱梁、鋼管樁等出產(chǎn)出來，比及伶仃洋風(fēng)平浪靜時(shí)再組裝起來，初度結(jié)束“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備化”締造理念。
“大鋼箱梁運(yùn)到現(xiàn)場設(shè)備，設(shè)備誤差有必要控制在1公分以內(nèi)，每個(gè)焊縫不能超過2公分，難度十分大。”伶仃洋上多颶風(fēng)，為了趕在颶風(fēng)來臨前結(jié)束施工期，華南理工大學(xué)王榮輝教授團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)初度選用多工法、不對稱、多塔斜拉橋的施工控制技術(shù)，結(jié)束世界初度3100噸巨型鋼索塔整體施工。
本年強(qiáng)颶風(fēng)“山竹”登陸時(shí)，當(dāng)全國人民都為港珠澳大橋捏一把汗時(shí)，它安靖聳峙。大橋之所以能牢牢“站穩(wěn)”，抗16級颶風(fēng)、8級地震，離不開科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。
“前期周年觀測作業(yè)早在2007年就已初步。通過現(xiàn)場波瀾觀測和分析核算，然后結(jié)束潮汐潮流長時(shí)間預(yù)告、颶風(fēng)等極點(diǎn)個(gè)例的工程分析等意圖。”華南理工大學(xué)朱良生教授一共觀測出包含“黑格爾”在內(nèi)7個(gè)颶風(fēng)。“拿到觀測數(shù)據(jù)十分困難，部分設(shè)備需求依托千噸以上的海事船進(jìn)行投進(jìn)。并在颶風(fēng)時(shí)節(jié)打開為期3個(gè)月的同步比照觀測。”
人工島的防風(fēng)規(guī)劃，應(yīng)該選用什么形狀才更能扛強(qiáng)颶風(fēng)呢？團(tuán)隊(duì)通過對1949年以來全部颶風(fēng)進(jìn)行反偵，計(jì)算出“50年一遇”“100年一遇”的颶風(fēng)強(qiáng)度，為橋面締造供應(yīng)參數(shù)。
此外，高韌薄層瀝青罩面技術(shù)、水下結(jié)構(gòu)止水、交通工程系統(tǒng)集成等技術(shù)使用，使得港珠澳大橋成為名符其實(shí)的“超級工程”。
港珠澳大橋從規(guī)劃到締造前后歷時(shí)14年，這背面有著什么樣的科技支撐呢？
世界最長的海底沉管地道
天上有飛機(jī)，海上有輪船，夾在中心的港珠澳大橋怎樣才不會(huì)影響附近香港世界機(jī)場航線的翱翔安全，又能滿足伶仃洋航道30萬噸輪船通航的需求呢？
港珠澳大橋規(guī)劃團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)極富發(fā)明力的方案：締造東西兩個(gè)人工島，修建一段海底地道，將地道與大橋連接起來。這條世界最長的海底沉管地道由33個(gè)巨型沉管組成，每節(jié)管道長180米，單節(jié)重約8萬噸，且沉到海底40多米。
如此巨大的沉管要怎樣才干沉降到海底結(jié)束對接？這就需求浮運(yùn)設(shè)備。所謂浮運(yùn)設(shè)備，便是用拖船將沉管拖運(yùn)到橋位附近，再用絞錨方法進(jìn)行橫、縱移沉管至設(shè)備方位并進(jìn)行沉放設(shè)備。為確保浮運(yùn)設(shè)備成功結(jié)束，華南理工大學(xué)的趙成璧副教授團(tuán)隊(duì)選用物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿照方法對地道沉管管段浮運(yùn)、系泊與沉放等水上施工的關(guān)鍵問題進(jìn)行研討。這一研討，還真發(fā)現(xiàn)問題。
“實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在淺水海域，沉管在水流和波瀾的作用下，縱向水流對管段的作用所引起的問題比較簡略處理，但若遇橫流的作用，管段一放進(jìn)海里，就會(huì)發(fā)生橫傾與下沉，并簡略觸碰到海底，極點(diǎn)不安全。”團(tuán)隊(duì)成員王冬姣副教授說。為了進(jìn)一步驗(yàn)證該實(shí)驗(yàn)的可靠性，團(tuán)隊(duì)一遍遍進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與核算。最終為港珠澳大橋的浮運(yùn)與沉放施工方案供應(yīng)重要的技術(shù)支持。
在大橋主體設(shè)備中，鋼箱梁橋面鋪裝代表橋梁締造“面子”工程，它供應(yīng)車輛行進(jìn)的舒適安全。“我們摒棄了價(jià)格高昂的進(jìn)口環(huán)氧瀝青資料橋面鋪裝技術(shù)，選擇了英國澆注式瀝青鋪裝方案。”華南理工大學(xué)張肖寧教授說，“但該方案施工功率低，按照此方案，需求5年左右的時(shí)刻才干結(jié)束鋪裝工程。”他們立異性地提出GMA施工方案，將施工功率前進(jìn)10倍，半年內(nèi)結(jié)束工程。并建成國內(nèi)外首個(gè)可以滿足力學(xué)相似的橋梁切斷足尺模型。
打破了國內(nèi)大橋“百年慣例”
除了是世界最長的大橋，港珠澳大橋的規(guī)劃使用壽命長達(dá)120年，打破了國內(nèi)大橋的“百年慣例”。
坐落海泥環(huán)境中的鋼管樁怎樣確保120年不損壞，這對港珠澳大橋規(guī)劃團(tuán)隊(duì)提出極大的應(yīng)戰(zhàn)。“針對特定的海泥環(huán)境，我們先后從涂層的抗?jié)B透性、耐陰極剝離性等著手研發(fā)新型涂料，處理涂層的耐久性問題。”中國科學(xué)院金屬研討所耐久性防護(hù)與工程化課題組負(fù)責(zé)人李京研討員告訴記者，他們研發(fā)出新一代高性能環(huán)氧涂層鋼筋，并參與大橋基礎(chǔ)的防腐涂裝施工，確保了港珠澳大橋120年耐久性規(guī)劃要求。
凌亂的海床結(jié)構(gòu)、惡劣的自然環(huán)境、超長的跨度距離，對橋梁鋼是一個(gè)巨大檢測。支撐起這座特大型橋梁的高性能綠色橋梁鋼，大部分是依據(jù)東北大學(xué)王昭東教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的依據(jù)新一代控軋控冷工藝，由鞍鋼集團(tuán)出產(chǎn)。
該工藝使鋼材安排細(xì)化35％以上，分出相標(biāo)準(zhǔn)減少25％以上，有用滿足了橋梁鋼高強(qiáng)度和高韌性的需求。通過優(yōu)化的“成分規(guī)劃+控制軋制+軋后超快冷卻”組合拳，滿足了橋梁的抗震和抗應(yīng)變規(guī)劃。
“搭積木”組裝出大橋
港珠澳大橋像“搭積木”相同組裝出來。先在工廠里把橋墩、橋面、鋼箱梁、鋼管樁等出產(chǎn)出來，比及伶仃洋風(fēng)平浪靜時(shí)再組裝起來，初度結(jié)束“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備化”締造理念。
“大鋼箱梁運(yùn)到現(xiàn)場設(shè)備，設(shè)備誤差有必要控制在1公分以內(nèi)，每個(gè)焊縫不能超過2公分，難度十分大。”伶仃洋上多颶風(fēng)，為了趕在颶風(fēng)來臨前結(jié)束施工期，華南理工大學(xué)王榮輝教授團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)初度選用多工法、不對稱、多塔斜拉橋的施工控制技術(shù)，結(jié)束世界初度3100噸巨型鋼索塔整體施工。
本年強(qiáng)颶風(fēng)“山竹”登陸時(shí)，當(dāng)全國人民都為港珠澳大橋捏一把汗時(shí)，它安靖聳峙。大橋之所以能牢牢“站穩(wěn)”，抗16級颶風(fēng)、8級地震，離不開科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。
“前期周年觀測作業(yè)早在2007年就已初步。通過現(xiàn)場波瀾觀測和分析核算，然后結(jié)束潮汐潮流長時(shí)間預(yù)告、颶風(fēng)等極點(diǎn)個(gè)例的工程分析等意圖。”華南理工大學(xué)朱良生教授一共觀測出包含“黑格爾”在內(nèi)7個(gè)颶風(fēng)。“拿到觀測數(shù)據(jù)十分困難，部分設(shè)備需求依托千噸以上的海事船進(jìn)行投進(jìn)。并在颶風(fēng)時(shí)節(jié)打開為期3個(gè)月的同步比照觀測。”
人工島的防風(fēng)規(guī)劃，應(yīng)該選用什么形狀才更能扛強(qiáng)颶風(fēng)呢？團(tuán)隊(duì)通過對1949年以來全部颶風(fēng)進(jìn)行反偵，計(jì)算出“50年一遇”“100年一遇”的颶風(fēng)強(qiáng)度，為橋面締造供應(yīng)參數(shù)。
此外，高韌薄層瀝青罩面技術(shù)、水下結(jié)構(gòu)止水、交通工程系統(tǒng)集成等技術(shù)使用，使得港珠澳大橋成為名符其實(shí)的“超級工程”。
