10月23日上午,被稱為“現(xiàn)代世界新七大奇跡”之一的港珠澳大橋開(kāi)通儀式在廣東珠海舉行。10月24日上午將正式通車運(yùn)營(yíng)。大橋全長(zhǎng)55公里,集橋、島、隧于一體,創(chuàng)造了沉管隧道“最長(zhǎng)、最大跨徑、最大埋深、最大體量”的世界紀(jì)錄,涵蓋了當(dāng)今世界島隧橋多項(xiàng)尖端科技,是當(dāng)今世界最具挑戰(zhàn)性的工程之一。
港珠澳大橋從設(shè)計(jì)到建設(shè)前后歷時(shí)14年,這背后有著什么樣的科技支撐呢?
世界最長(zhǎng)的海底沉管隧道
天上有飛機(jī),海上有輪船,夾在中間的港珠澳大橋如何才不會(huì)影響鄰近香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)航線的飛行安全,又能滿足伶仃洋航道30萬(wàn)噸輪船通航的需要呢?
港珠澳大橋設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)極富創(chuàng)造力的方案:建造東西兩個(gè)人工島,修建一段海底隧道,將隧道與大橋連接起來(lái)。這條世界最長(zhǎng)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,單節(jié)重約8萬(wàn)噸,且沉到海底40多米。
如此巨大的沉管要怎樣才能沉降到海底實(shí)現(xiàn)對(duì)接?這就需要浮運(yùn)安裝。所謂浮運(yùn)安裝,即是用拖船將沉管拖運(yùn)到橋位附近,再用絞錨方式進(jìn)行橫、縱移沉管至安裝位置并進(jìn)行沉放安裝。為保證浮運(yùn)安裝成功完成,華南理工大學(xué)的趙成璧副教授團(tuán)隊(duì)采用物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法對(duì)隧道沉管管段浮運(yùn)、系泊與沉放等水上施工的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究。這一研究,還真發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
“實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在淺水海域,沉管在水流和波浪的作用下,縱向水流對(duì)管段的作用所引起的問(wèn)題比較容易解決,但若遇橫流的作用,管段一放進(jìn)海里,就會(huì)產(chǎn)生橫傾與下沉,并容易觸碰到海底,極其不安全。”團(tuán)隊(duì)成員王冬姣副教授說(shuō)。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)與計(jì)算。最終為港珠澳大橋的浮運(yùn)與沉放施工方案提供重要的技術(shù)支持。
在大橋主體安裝中,鋼箱梁橋面鋪裝代表橋梁建設(shè)“面子”工程,它提供車輛行駛的舒適安全。“我們摒棄了價(jià)格高昂的進(jìn)口環(huán)氧瀝青材料橋面鋪裝技術(shù),選擇了英國(guó)澆注式瀝青鋪裝方案。”華南理工大學(xué)張肖寧教授說(shuō),“但該方案施工效率低,按照此方案,需要5年左右的時(shí)間才能完成鋪裝工程。”他們創(chuàng)新性地提出GMA施工方案,將施工效率提高10倍,半年內(nèi)完成工程。并建成國(guó)內(nèi)外首個(gè)能夠滿足力學(xué)相似的橋梁截?cái)嘧愠吣P汀?/p>
