港珠澳大桥!中交集团作为主要力量设计建设的世界最长跨海大桥
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2018年10月24日,历经10余年研究论证与施工建设,中交集团建设的又一项世界级工程——港珠澳大桥正式建成通车。它是世界总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥,也是公路建设史上技术最复杂、施工难度最高、工程规模最庞大的桥梁,创造了一系列“世界之最”。作为大桥主要设计建设单位,中国交建承担了大桥90%的设计任务,承建了沉管隧道、东西人工岛、青州航道桥、口岸人工岛、香港和澳门段等大部分工程,占大桥主体工程量的70%以上。
港珠澳大桥跨越伶仃洋,东接香港特别行政区,西接广东省珠海市和澳门特别行政区,是在“一国两制”框架下、粤港澳三地首次合作建设的超大型跨海交通工程。这座世界上最长的跨海大桥,被英国《卫报》评为“新世界七大奇迹”。
港珠澳大桥名虽为“桥”,实际却是一项集桥、岛、隧为一体的庞大工程。为保证伶仃洋水域30万吨级通航能力,需在海中筑起两座人工岛,两座岛间以长达6.7公里的隧道连接,同时实现沉管隧道内,车辆可畅行无阻;隧道上方,30万吨油轮可满载通航。
建设难度本就不低,施工条件更为复杂。港珠澳大桥所在海域是珠江口泄洪、纳潮、排涝、输沙的通道,每天有4000多艘船舶穿行。既要按时交工,还要尽量减少工程对生活、生态、生产的影响,难度可想而知。
岛隧建设项目是工程难度最大的部分,两个各10万平米的人工岛和6.7公里长的海底隧道,被公认为“当今世界上最具挑战的工程”,也是世界超级工程皇冠上的“明珠”。
在海中建设人工岛,传统办法是抛石填海、围堤筑岛,然而这一办法在港珠澳大桥却不适用,一是工期长,二是会对海域环境造成严重影响。对此,中国交建总工程师林鸣提出了前无古人的方案——“超大直径钢圆筒围成人工岛”:先在工厂里预制出高50米、重500多吨的巨型钢圆筒,然后运至海上,用大型机械将其“钉”进海底,形成人工岛围护结构。利用没有先例的海中快速成岛技术,创造了“当年开工,当年成岛”的工程奇迹。2011年5月15日,起重船吊着振沉系统和第一根钢圆筒,精准定位,完成入泥自沉。几个月后,120个钢圆筒如定海神针般直插海底,东、西两座人工岛“拔海而起”。
港珠澳大桥建设前,我国已有的沉管工程总共还不到4公里,关键技术也一直掌握在少数发达国家手中。反复研究之后,林鸣带领的中国交建团队自主攻克了外海沉管安装成套技术,创新提出“半刚性”沉管新结构,并付诸实践。2013年5月2日,历经96小时搬运、施工,首节沉管与人工岛上的管节对接完毕,但这仅仅是万里长征走完了第一步。岛隧工程中共需要安装海底沉管33节,第一节的成功并不意味着后面32节都可以简单复制。“33节沉管,装上去,对接好,像连续33次考上清华,难度可能还要更高。”严苛的外海环境和地质条件,施工风险不可预知,每一次安装都是第一次,每一节沉管都是第一节。
随着全部33节沉管的成功安装,大桥贯通就只剩下最后一道关卡,将最终接头成功插入29号和30号沉管之间,大桥的主体工程才算是全部完成。如果失败,整个工程将前功尽弃,这是整个工程最重要也是风险最大的阶段。
沉管隧道的合龙在水下完成,最终接头就好像一个“可折叠的沉管隧道”,和雨伞、帐篷一样,安装的时候可以沿着隧道纵向利用机械自动展开。为保证最终接头顺利完成,建设团队调用了振华重工制造的世界最大的12000吨起重船——振华30,其单臂架吊重能力可轻松吊起60架波音747飞机。
随着接头的下放,难度呈几何级倍增。风速、洋流、大型安装设备,任何一项数据的变化都会对接头的沉放产生巨大的影响。相对于6000吨的巨型构件来说,安装精度必须控制在15厘米之内,施工要求近乎苛刻。2017年5月4日晚上,最终接头经过重新调整后,偏差达到毫米级,两侧沉管连接滴水不漏,为港珠澳大桥主体工程画上了一个完美的句号。
在沉管隧道施工中,中交建设者完成了100多项试验研究,研发了10多项世界领先的专用设备和系统,获得了500多项专利,攻克了10余项外海沉管安装世界级工程难题。港珠澳大桥仅钢材用量就相当于60座埃菲尔铁塔,能够抵抗8级地震,抵抗超过16级台风。超强台风“山竹”验证了超级工程的成色。
在桥梁工程环节,新材料、新设备、新工艺、新技术层出不穷,通航孔桥钢塔制造突破传统工艺模式,开发了适应不同焊接工况的自动化焊接设备,实现了“无码装配、无损吊装、无损翻身”。
港珠澳大桥在碧海辽阔的伶仃洋上画出一条优美的弧线,两个寓意粤港澳三地同心的世界最大“中国结”,镶嵌在163米高的大桥主塔上,构成港珠澳大桥最醒目的景观。远看体态轻盈、线条优美的“中国结”,实际上是一个重达780吨的全钢结构的庞然大物,高50米,宽28米。将世界桥梁史上第一个以钢结构制作的主塔上横梁,吊装至160米的高空,安装精度偏差要控制在2毫米以内,倾斜度允许偏差仅为1/4000,这是一项世界难题。
珠江口、伶仃洋是有着“海上大熊猫”美誉的中华白海豚的最大栖息地,建设过程中,为了保护中华白海豚,项目专门设立了海豚观测队伍。每天开工前,海豚观测员会巡视工地,确保没有海豚活动,才宣布施工开始。施工全程中,每条施工船都配备专职海豚观测员,一旦发现施工水域有海豚靠近,便随即通知停工,直到海豚离开。由于每年5、6月份为白海豚交配期,期间所有现场钻岩活动被严格禁止。不仅如此,为了防止回填料流入周边海域,整个施工区域从海面到海床都用防污帷幕包围住,全部施工活动均在相对封闭水域中进行,把对环境的干扰降到最低。
党的十九大报告提出,让香港、澳门同胞同祖国人民共担民族复兴的历史责任、共享祖国繁荣富强的伟大荣光。港珠澳大桥的建成将粤港澳三地纳入“一小时生活圈”,三地人民“你中有我,我中有你”,形成一家亲,成为一家人,有力推动了粤港澳大湾区共同繁荣,在中华民族复兴史上留下浓墨重彩的篇章。
文章来源:人民日报 | 党委工作部