工程科技全面突破,創造橋梁工程奇迹

發布時間:2018-07-10

這是2016年6月29日航拍的港珠澳大橋主體橋梁合龍現場。

港珠澳大橋主體工程已經完成交工驗收。曆經十余年的研究論證與施工建設,世界最長跨海大橋通車在即。

記者從港珠澳大橋管理局獲悉,港珠澳大橋主體工程包括22.9公裏的橋梁、6.7公裏的海底隧道,以及東西兩個橋隧轉換人工島,是港珠澳大橋建設的重點和難點。

港珠澳大橋集橋、島、隧爲一體,建設規模龐大,施工環境複雜。其成功建設是橋梁工程的奇迹,更是科技創新的壯舉。

深埋沈管隧道突破國際“技術禁區”

港珠澳大橋島隧工程建設前,海底沈管隧道關鍵技術一直掌握在少數發達國家手中,而在水下近50米建設深埋沈管隧道,沈管頂部荷載超過傳統沈管的5倍,在國際上也被視爲“技術禁區”。

對此,港珠澳大橋島隧工程創新性提出“半剛性”沈管新結構,與國外專家提出的“深埋淺做”方案相比,節約預制工期一年半,節約投資超過十億元,並且做到了沈管接頭不漏水。

單節標准隧道沈管管節近8萬噸,在海底環境對接安放,難度堪比航天器交會對接。港珠澳大橋島隧工程通過科研攻關,掌握了具有自主知識産權的外海沈管安裝成套技術,成功實現隧道沈管精准安裝的同時,創造了一年安裝十節沈管的“中國速度”。

最終接頭安裝精度達毫米級

最終接頭的安裝關乎沈管隧道的最終貫通,曆來是海底沈管隧道建設的技術難題。

港珠澳大橋沈管隧道最終接頭位于第29管節和第30管節之間,寬度12米,安裝水深近30米。最終接頭區域海流條件複雜、回淤量大、工期要求高(1個月),傳統工法無法滿足要求。

島隧工程通過自主創新,首次采用鋼殼混凝土(三明治)結構,通過工廠化制造,使用最大吊重達12000噸、全回旋最大吊重達7000噸的“振華30”號起重船在海上安裝,就位後通過主動頂推止水,實現安全、快速、高精度隧道貫通,多項技術創下世界第一。

據介紹,港珠澳沈管隧道最終接頭對接精度達毫米級,創下沈管隧道最終接頭安裝精度之最。

快速成島技術創造外海築島“中國速度”

港珠澳大橋的兩個橋隧轉換人工島,每個面積達10萬平方米,並且遠離海岸,軟土層厚30-50米,施工環境複雜。

如果使用傳統圍堤築島工藝,兩個人工島需3年時間才可成島,且將對海域環境造成嚴重影響,對海域內國家一級保護動物中華白海豚産生危害。

通過一系列開創性技術創新,港珠澳大橋島隧工程首創外海深插超大直徑鋼圓筒快速築島技術,創造了221天完成兩島築島的世界工程紀錄,縮短工期超過2年,並實現了綠色施工。

120年使用壽命突破國內“慣例”

港珠澳大橋打破了國內通常的“百年慣例”,制定了120年使用壽命的設計標准。然而,大橋地處高溫、高濕、多鹽的海洋環境,確保120年使用壽命殊非易事。

科研人員依靠1986年以來湛江地區海洋工程暴露試驗站累積形成的水工結構防腐蝕試驗數據,攻克了大量技術難題,結合伶仃洋實際,創造性地提出了“港珠澳耐久性模型”等一整套具有中國特色、世界水平的海洋工程防腐技術措施。

爲保障工程的“耐久性”,一系列新材料、新技術應運而生,在多個領域填補了我國行業標准和國家標准的空白,諸多施工工藝及標准達到國際領先水平。

據了解,港珠澳大橋主體工程的主梁鋼板用量達42萬噸,可抗16級台風、7級地震。

大橋建設推動工程裝備水平再上台階

工欲善其事,必先利其器。作爲世界級工程,港珠澳大橋建設帶動了一批大型工程裝備的研發,確保大橋順利建設的同時,也極大提升了中國裝備技術水平。

港珠澳大橋建設者圍繞沈管隧道各施工環節開展重點研發。一系列外海深水施工設備相繼問世,實現50米水深施工的同時,確保了挖槽、整平、清淤等各環節高精度作業。

尖端工程裝備的研發加上工程理論的突破,使港珠澳大橋隧道沈管工後沈降均勻控制在10厘米以內,而國際上類似沈管工後沈降在20厘米以上。目前,這些裝備已在其他工程上得到了應用,産生了廣泛的社會經濟效益。


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