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尖端工程科技打造世界桥梁奇迹

科普小知识2022-07-12 20:50:04
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尖端工程科技打造世界桥梁奇迹

7月7日,港珠澳大桥海底隧道正式开通。这也意味着世界上最长的跨海大桥——港珠澳大桥已经完成了整个主体工程。新华社记者徐良摄

新华社广州12月7日电:尖端工程技术创造世界桥梁奇迹——关于解决港珠澳大桥关键问题的说明

新华社记者张权

港珠澳大桥将管道沉入隧道,并在海上架设横梁,就像一条巨龙卧在伶仃洋的碧波上。通车后,珠海、澳门和香港之间的车程将从3小时缩短到半小时。

港珠澳大桥集桥梁、岛屿和隧道于一体,全长55公里,包括6.7公里的海底隧道。这是中国乃至当今世界最大、最高标准、最具挑战性的跨海大桥项目。它在桥梁领域被称为“珠穆朗玛峰”。

据科技部近期调查,港珠澳大桥在关键技术、关键设备和关键材料上实现了全面突破,确保了大桥的顺利建设和良好的社会经济效益。

精密桥:岸上预制海上组件

走在港珠澳大桥上,随处可见穿着整齐的工人。他们正在通车前完成这个项目。没有机器轰鸣,没有水泥飞溅,施工现场平静有序。港珠澳大桥管理局总工程师苏全科表示,在整个施工期间,大桥的施工现场不像一个施工现场,而是像一个组装现场。

港珠澳大桥的所有部件,从隧道沉管到钢桥箱梁,到逃生门板和污水过滤罩,都是在陆上工厂预制,然后运到海上像“积木”一样组装在一起。

然而,建造这些巨大的“积木”并不像看起来那么简单。高106米、重3000多吨的钢塔在海上“空中旋转90度”,安装精度高,在国内外桥梁建设史上是前所未有的。单个标准隧道的沉管段近8万吨,相当于一艘航空母舰。很难在海底环境中停靠和放置,这相当于航天器交会对接。

"十年前,这是不可思议的。"苏全科说,大桥的建设离不开中国整体装备水平和科研实力的全面提高。

海上装配可以减少恶劣天气条件对施工的干扰和对生态环境的破坏。岸上预制为大型成套设备和先进的生产技术提供了场所。

龟山牛头岛沉管预制厂通过开发全断面混凝土浇筑、裂缝控制等成套技术和8万吨沉管顶推,创下了100万立方米混凝土浇筑不开裂的记录。焊接机器人被引入钢箱梁预制厂。通过自动控制,在有效保证焊接质量的同时,焊接效率提高了一倍。

苏科表示,通过“大规模、工厂化、标准化和组装化”的建设,粗糙的土木工程已经转化为精密制造和安装,从而达到工业生产的水平。

尖端工程科技打造世界桥梁奇迹

这是港珠澳大桥主体工程的人工岛马赛克照片。上图为连接香港的东部人工岛(拍摄于7月5日);下图为连接珠海和澳门大桥的西部人工岛(摄于7月4日)。新华社记者徐良摄

科技桥梁:实施134个科研项目

伶仃洋航道密集、气候多变、海底环境复杂,其建设面临巨大挑战。为支持大桥建设,中国将港珠澳大桥项目纳入“十一五”国家科技支撑计划,并认真开展项目需求研究。

与桥梁工程相比,我国沉管隧道建设的技术储备和实践经验相对不足,水下近50米的深埋沉管隧道建设也被世界视为“技术禁区”。沉管隧道施工技术研究已成为科研的重中之重。

通过研究,揭示了深埋沉管结构体系的受力和变形机理,创新性地提出了一种新的“半刚性”沉管结构,保证了深埋沉管隧道工程的顺利实施和不漏水。

同时,该项目还形成了一整套具有自主知识产权的海上沉管安装技术,全面解决了海上漂浮、下沉、测控定位、对接等问题。并创造了每年安装10根沉管的“中国速度”。

自2003年前期研究工作开始以来,港珠澳大桥共开展了134个专项研究项目,总投资近6亿元。科学研究成果的影响已经超出了项目本身。许多技术和设备已应用于其他项目,取得了巨大的经济和社会效益。

"更重要的是,我们已经形成了一系列的建筑标准."苏全科表示,随着中国桥梁项目“走出去”步伐的加快,这不仅有助于中国在对外合作中赢得项目的主动权,也将带动相关产业链走出国门。

精品桥:“我们不想留下遗憾。”

“我们不想留下遗憾。”苏克经常使用这句话:“港珠澳大桥作为国家重大工程,应该成为高质量的工程。”

港珠澳大桥的建设者们将这一理念付诸实践。

为了确保沉管隧道发生火灾时人员的安全,经过一年多的选址,他们在福建漳州专门搭建了一个150米长的全尺寸沉管隧道实验平台,并在三年内对公交车、公交车和轿车进行了多次燃烧实验。首次获得火灾时隧道内温度、烟速、厚度等第一手资料,形成了港珠澳大桥沉管隧道防灾减灾的一整套关键技术。

为了有效保护施工区域内的国家一级保护动物中华白海豚,他们组成了一个团队,跟踪了300多次,拍摄了30多万张照片,识别了该海域的1000多只白海豚,了解了它们的生活习性,并在施工期间采取了有针对性的保护措施。在大桥建设期间,没有对一只白海豚造成损害,该地区白海豚的数量增加了。

对质量的追求甚至不限于项目本身。青州水道大桥位于港珠澳大桥的中间,桥塔被精心设计成一个“中国结”。虽然这增加了施工技术难度,但仍被采用。“港珠澳大桥不仅要加强三地的物质联系,还要加强三地人民的心理团结。“中国结”的寓意是美丽而深刻的苏全科说道。