从珠江口到大屿山:双甲子承诺如何炼成

编辑: 马倩 设计: 马倩 李玉刚 2018年10月24日 09:20:46 来源: 新华网

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  2018年10月24日,经过长达14年的筹备兴建,连接粤港澳三地的世界级超大型跨海交通工程,港珠澳大桥正式通车。继上月京港高铁开通之后,粤港澳大湾区再添重要的交通枢纽工程。预计通车后,珠海、澳门同香港间的车程将由3小时缩短至半小时,大大加强了大湾区物理脉络的连接和融合。

  港珠澳大桥被誉为“现代世界七大奇迹”之一。它全长55公里,主桥桥面长22.9公里、制高点达50米,沉管隧道长6.75公里、深埋至水下40米、连接10万平方米的东西人工岛;工程建设消耗钢材50万吨、钢筋混凝土230万吨,相当于建造60座法国埃菲尔铁塔。但是,在大桥总设计师孟凡超先生看来,种种“世界之最”光环之下,这座名副其实的超级工程是长达8年、高标准多约束下精雕细刻的成果,堪称桥梁界的“瑞士表”。

  港珠澳大桥的使用寿命是在中国桥梁史前所未有的120年。要确保使用年限内大桥在水文条件复杂的伶仃洋上立得住用得好,首要任务在于解决高温高湿高盐环境下的桥面疲劳和混凝土海蚀问题。大桥有2156个桥面板,最致命的疲劳点当属U肋和顶板之间长达16米的焊缝。项目组采用自动化焊接机器人代替人工焊接,将共计200万延米的焊缝坡口钝边控制在1-1.5毫米,间隙熔透率稳定在80%。而为了提升混凝土的耐久性能、对抗海蚀,工程师在华南地区暴露实验站提取近20年内的数据比对分析,形成了适用于该地区桥梁工程用料的耐久性设计方程。

  为满足桥梁所在水域30万吨级航道通行和近邻香港国际机场航班起降的双重约束条件,大桥靠近大屿山部分穿入水下,“以隧代桥”。海底隧道采用深埋沉管方案,即在40米深、淤泥深厚的海底安放33个巨型混凝土管节。在这个被业界公认为是“技术禁区”的深度,沉管顶部承受的载荷是传统沉管5倍,以往国外“深埋浅做”方案带来的接头抗力弱、漏水等风险将被放大。技术团队通过分析,找到了深埋沉管体系受力和变形机理,提出了“半刚性”沉管结构,彻底消除了隧道漏水、管节沉降等隐患。

  面对伶仃洋上全年超过200天的6级以上大风,塔科马海峡大桥的悲剧仍历历在目。通过多次风洞模拟试验,工程师扩大了大桥主塔与风漩涡间的频率差,避免了共振作用对桥梁结构的损坏,将大桥的抗风能力提高至16级。在水下,190个安装有橡胶隔震支座的桥梁承台深埋入海底,将阻水率降至最低的同时,有效的吸收地震势能,保证大桥主体在8级强震中完好无损。

  航天工程学家冯·卡门将工程师看作是创造未来世界的人。“瑞士表”级别的桥梁团队,亦是全球工程行业的领跑者。自2003年筹备至今,上千名科技工作者和无数工匠参与到大桥的研发建设,立项课题超过300个、发表论文500余篇、授权发明专利百余项、创建工法40余项,打破了国外的技术封锁,为之后中国乃至全球桥梁工程提供了范本和经验。

  不同于通常施工现场的大兴土木,港珠澳大桥的建设过程如同流水线:包括桥塔、钢箱梁和沉管在内的所有桥隧构件均出自岸上工厂整件预制,然后运至海上组装成形。工厂化的先进制造在保证高效施工的同时,满足了120年寿命的精确化需求,大大降低了对施工水域生态环境和航道运输的影响。团队首创的外海深插超大直径钢圆筒快速筑岛技术,仅221天就成功拿下了巅峰难度的岛隧工程。120个巨型钢圆筒直插入海底形成围栏,然后填土成岛,将工期缩短超过2年。

  然而,高水准的桥梁建设并非一味征服。一如其“妥协相安,珠联璧合”的设计理念,力与美之下,是大桥建设者们对自然的敬畏和关怀。港珠澳大桥通过的水域正是中华白海豚国家级自然保护区。团队聘请专家出海跟踪近300次,在标记分析了30多万张照片后,摸清了施工海域内白海豚种群习性,制定了有针对性的保护措施和施工方案。更加令人欣慰的是,扎根在海底的桥墩起到了人工鱼礁的作用,为海洋生物提供了嬉戏空间。到2016年,中华白海豚已从施工初期的1400头增至2100头。

  大桥包含着对国家和民族的美好祝愿:青州航道桥“中国结”桥塔象征港珠澳三地紧密相连,江海航道桥“海豚”索塔代表人与自然的和谐相处,九州航道桥“风帆”索塔寓意扬帆远航。大国工程,不仅体现了民族工业水平,也是人类意志的表达。暴雨、洋流、孤石、狂风,大桥建设者们无所畏惧、敢为人先,精诚之至只为不留遗憾,被誉为白头浪里的孤岛军团。

  金秋艳阳下,几只成年的中华白海豚在湛蓝剔透的海水中游弋翻跃,淡粉色的身体矫健轻盈,好不快活;远处,青灰色的大桥宛若一条灵动有力的曲线抛向浩瀚的伶仃洋:

  山高水长,阳光正好;双甲子一诺,伶仃洋里不再叹伶仃。

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