集成“橋、島、隧”，瞄準(zhǔn)高精尖
早在大橋尚在設(shè)計(jì)階段時(shí)，就面臨既要保障珠江口伶仃洋主航道繁忙時(shí)候超過(guò)4000艘輪船的絕對(duì)暢通，同時(shí)還要保證所在海域附近香港機(jī)場(chǎng)每天1800多架航班的正常起降的“硬門(mén)檻”。為了克服這兩點(diǎn)，就得建造海底隧道。而要鏈接大橋與隧道，就不得不建人工島，因此橋、島、隧缺一不可。
“隧道出來(lái)出了水面不能直接接到橋，就必須有一個(gè)人工島。人工島就是橋搭在人工島上，人工島上再伸到海底去，這樣就是一個(gè)橋梁和隧道轉(zhuǎn)化的人工島，由此形成了一個(gè)橋島隧組合的方案。”港珠澳大橋管理局總工程師蘇權(quán)科回憶，當(dāng)初大橋幾乎是被“逼”成為世界最大規(guī)模的橋島隧集群工程。
“從規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這是個(gè)巨型化的規(guī)模，世界級(jí)的工程，是國(guó)際上最大的一個(gè)單體跨海交通項(xiàng)目，集橋、島、隧于一體。這是我們過(guò)去沒(méi)有碰到過(guò)的，在國(guó)際上也是極罕見(jiàn)的橋島隧一體、或者說(shuō)多專業(yè)集成的跨海工程。”孟凡超表示。
港珠澳大橋全長(zhǎng)6.7公里的海底沉管隧道由33個(gè)巨型沉管組成，每節(jié)管道長(zhǎng)180米，僅單節(jié)沉管就重達(dá)8萬(wàn)噸。“島隧工程是我國(guó)首條外海沉管隧道，也是世界唯一的深埋隧道。作為一個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的工程，施工條件極為復(fù)雜，極具挑戰(zhàn)性，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。”港珠澳大橋島隧工程總監(jiān)辦總監(jiān)胡昌炳說(shuō)。
在這種情況下，“深插式鋼圓筒快速成島”這一在世界范圍內(nèi)都屬首創(chuàng)的新技術(shù)被正式提出。根據(jù)設(shè)計(jì)，120個(gè)巨型鋼筒被直接固定在海床上插入海底，然后在中間填土形成人工島。每個(gè)圓鋼筒的直徑22.5米，幾乎和籃球場(chǎng)一樣大。其高度55米，相當(dāng)于18層樓的高度。
另外，大橋深水無(wú)人對(duì)接的公路沉管隧道同樣堪稱世界最大難度，沉管在海平面以下13米至48米不等的海底無(wú)人對(duì)接，對(duì)接誤差必須控制在2厘米以內(nèi)。
“凝聚著全體建設(shè)者智慧和心血，融入了全體建設(shè)者精神和靈魂的港珠澳大橋未來(lái)120年甚至更長(zhǎng)時(shí)間將屹立于珠江口伶仃洋上，見(jiàn)證粵港澳三地的融合與發(fā)展，見(jiàn)證祖國(guó)的強(qiáng)盛。”面對(duì)9年多來(lái)披荊斬棘、攻堅(jiān)克難無(wú)數(shù)的大橋，港珠澳大橋管理局局長(zhǎng)朱永靈深情不已。
整體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)全部自主研發(fā)
400多項(xiàng)新專利，7項(xiàng)世界之最，整體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)全部自主研發(fā)，科研創(chuàng)新可謂港珠澳大橋建設(shè)中的題中之義。在這一大國(guó)重器的背后，不光有千千萬(wàn)萬(wàn)建設(shè)者的汗水，更有不少為其提供強(qiáng)有力科技支撐的團(tuán)隊(duì)。
不久前，橫亙?cè)诹尕暄竺嫔系拇髽蚪?jīng)受了強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”的考驗(yàn)，不但主體橋梁、海底隧道、人工島，就連橋面上護(hù)欄、路燈都安然無(wú)恙，再次刷新了中國(guó)制造的水平。在這一成就的背后，清華大學(xué)土木工程系教授李克非團(tuán)隊(duì)對(duì)于長(zhǎng)期耐久性設(shè)計(jì)的攻關(guān)貢獻(xiàn)良多。經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間的反復(fù)論證，李克非和他的團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)成果凝結(jié)為港珠澳工程混凝土構(gòu)件的耐久性質(zhì)量控制指標(biāo)。
2010年，大病初愈的華南理工大學(xué)教授張肖寧收到了港珠澳大橋管理局的委托，受命承擔(dān)港珠澳大橋16公里連續(xù)鋼箱梁和大跨徑鋼箱梁結(jié)構(gòu)橋梁的瀝青鋪裝技術(shù)研究任務(wù)。“鋼箱梁橋面鋪裝是路面工程中極為特殊的鋪裝類型，是直接提供舒適安全的車輛行駛條件的重要工程，是代表橋梁建設(shè)水平的‘面子’工程。”張肖寧說(shuō)。
華南理工大學(xué)派出導(dǎo)師，利用節(jié)假日等休息時(shí)間在工程營(yíng)地報(bào)告廳內(nèi)為大橋建設(shè)者上課，在7年多的時(shí)間里為大橋島隧工程項(xiàng)目培養(yǎng)了56位工程碩士。
“世紀(jì)工程的完工，超級(jí)難題的解決，是千千萬(wàn)萬(wàn)的人努力的結(jié)果。”李克非表示。在大橋設(shè)計(jì)和建造的14年當(dāng)中，共有21家企事業(yè)單位，以及清華大學(xué)、華南理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、西南交通大學(xué)、東南大學(xué)、南京大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)、中山大學(xué)等8所高等院校，在包括水文、氣象、地質(zhì)、地震、測(cè)繪、環(huán)境等各方面展開(kāi)了51項(xiàng)專題研究。
如今，中國(guó)的橋梁和高鐵一樣，已經(jīng)成為中國(guó)走向世界的一張名片。而隨著這張名片一同遞出的，是我們身為國(guó)人的自信心。
(本報(bào)記者 王忠耀 吳春燕)《光明日?qǐng)?bào)》( 2018年10月24日 08版)
