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【工業之美】橋樑界的「珠穆朗瑪峰」 港珠澳大橋使用壽命長達120年 橋體能抗16級颱風、8級地震

【工業之美】橋樑界的「珠穆朗瑪峰」 港珠澳大橋使用壽命長達120年 橋體能抗16級颱風、8級地震

原標題:【工業之美】橋樑界的「珠穆朗瑪峰」 港珠澳大橋使用壽命長達120年 橋體能抗16級颱風、8級地震

繼去年9月主體橋樑貫通后,7月7日,港珠澳大橋海底隧道也順利貫通,這標誌著全長55公里,世界上最長的跨海大橋——港珠澳大橋主體工程全線貫通,年底港珠澳大橋將具備通車條件。大橋建成后,香港與珠海、澳門之間4個小時陸路車程,將被縮短為半小時。

港珠澳大橋全景圖

作為世界首例集橋樑、隧道和人工島於一體的超級工程,英國《衛報》將港珠澳大橋評為「新世界七大奇迹」。事實上,港珠澳大橋也創下了多項「世界之最」和「之最」:

  • 最長的跨海大橋:港珠澳大橋全長55公里,包括海中橋隧主體工程、三地連接線及口岸。
  • 最長的鋼鐵大橋:港珠澳大橋有15公里為全鋼結構鋼箱梁。
  • 最長的海底隧道:港珠澳大橋海底沉管隧道全長6.7公里。
  • 最深的隧道:港珠澳大橋海底隧道最深處在海底48米。
  • 最精準的深海對接:修建過程中,海底隧道沉管在海平面以下13-48米不等海底進行無人對接,對接誤差在2厘米以內。
  • 建設史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋樑。

港珠澳大橋地理位置

經國務院批准,港珠澳大橋的籌備工作於2003年正式開始。工程包括三部分:海中橋隧工程;香港、珠海和澳門三地口岸;香港、珠海、澳門三地連接線。其中,海中橋隧主體工程(粵港分界線至珠海和澳門口岸段)由粵港澳三方共建,其他部分有三地各自建設。

據大橋管理局資料介紹,三方共建的海中橋隧主體工程估算投資約381億元。項目資本金為人民幣157.3億元。港珠澳大橋也是建設史上投資最大的跨海橋樑。

港珠澳大橋 圖片來源:央視新聞

在港珠澳大橋建設過程中,超長的跨海距離、超深的海水深度、超級颱風、洋流衝擊和海浪沖刷等,都是擺在施工及技術人員面前必須解決的難題。

為了高質量高效率的完成大橋建設工作,開工以來的近八年時間裡,施工及技術人員創造出了近千項技術成果。「創新是被逼出來的。」島隧工程項目總設計師劉曉東在此前的媒體採訪中表示。

長約29.6公里的橋—島—隧集群主體工程是港珠澳大橋建設過程中工程量最大、技術難度最高的。

主體工程採用橋隧結合的方案。穿越伶仃西航道和銅鼓航道段約6.7公里採用隧道方案,其餘路段約22.9公里採用橋樑方案。為實現橋隧轉換和設置通風井,主體工程隧道兩端各設置一個海中人工島,東人工島東邊緣距粵港分界線約150米,西人工島東邊緣距伶仃西航道約1800米,兩人工島最近邊緣間距約5250米。

珠澳口岸人工島

「工程師們每天要避開4000艘海船和1800多架航班的密集通行,用50萬噸鋼材建造全世界最長的鋼鐵橋樑。」央視紀錄片《超級工程》這樣評價到。

作為世界上最長的鋼結構橋樑,港珠澳大橋僅主梁鋼板用量就達到42萬噸,相當於10座鳥巢或者60座埃菲爾鐵塔的重量。

大橋管理局的資料顯示,港珠澳大橋的橋體部分能抗16級颱風、8級地震,設計使用壽命長達120年,是目前世界上跨海大橋使用壽命的近6倍。外國工程師稱其工程難度「直逼技術極限」。

青州航道橋橋塔 圖片來源:新華網

此外,港珠澳大橋三座通航斜拉橋在景觀設計和剪造型是上也各有特色,其中青州航道橋橋塔採用「結」造型。江海直達船航道橋的三座橋塔則為海豚造型,安裝過程中採用兩台大型浮吊船協同作業。2000多噸的鋼塔在海上實現空中翻轉,最後精確定位在承台上,該吊裝工藝在世界範圍內尚屬首創。

九州航道橋橋塔

而最靠近珠海情侶路的九洲航道橋橋塔外形類似風帆,該橋塔的安裝採用整體豎轉提升方案,也屬首創。

建設中的人工島

承擔著橋隧轉換功能的東西兩個人工島,在建設過程中也使用了首創的深插式鋼圓筒快速成島技術。120個巨型鋼筒被直接固定在海床上插入海底,然後在中間填土形成人工島。每個圓鋼筒的直徑22.5米,幾乎和籃球場一樣大,高度55米,相當於18層樓的高度,而重量則相當於一架A380「空中客車」。

為了給珠江口讓出通道,港珠澳大橋主體工程中6.7公里採用海底隧道。這是國內首條外海沉管隧道,也是當今世界上埋深最大、綜合技術難度最高的沉管隧道。隧道最深處位於48米深的海底。

該隧道由33節預製沉管以及一個長約12米重達6500噸的「最終接頭」拼接而成,每節沉管長180米,最大排水量8萬噸,超過一艘巨型航母的排水量。

同時,與此前大部分海底隧道採用雙向四車道不同,港珠澳大橋的海底隧道部分為雙向六車道。同時,為保證隧道內行車安全,隧道分左右兩個行車洞,中間有1個服務管廊,三者之間各自封密相互獨立。

港珠澳大橋隧道項目部副總工程師王強介紹稱,大橋建成后,管理人員將在人工島上設立海上救援平台,如果海底隧道內發生事故,救援力量在3分鐘內就能到達,橋面上發生事故,5到7分鐘內也能趕到。

港珠澳大橋的意義並不局限在建築領域,珠海市長李澤中曾在《一帶一路進行時——走進珠海》直播中提到,港珠澳大橋改變了粵港澳大灣區的經濟版圖。

作為連通粵港澳大灣區最便捷、最經濟、最有效的通道之一,港珠澳大橋將加強港、澳、深、珠核心城市間的資源共享,形成綠色、宜居、宜業、宜游的世界級城市群,港珠澳大橋與城市發展研究會會長沈偉表示。

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