中國製造!投資1000億,世界最長跨海大橋,扛住了16級颱風的考驗
世界最長的跨海大橋
港珠澳大橋
近日,網傳
港珠澳跨海大橋
可能抵擋不住強颱風「山竹」的襲擊……但事實證明,這是謠傳!
「山竹」在15日
登陸菲律賓時有17級
,不過根據16日中央氣象台的預報結果,港珠澳大橋所在區域將於颱風登陸前遭遇最大風力,大約14級至15級
左右
。堅固的大橋完全經住了考驗:不但主體橋樑、海底隧道、人工島,就連橋面上的護欄、路燈都安然無恙。
港珠澳大橋的
設計壽命120年,可抗16級颱風、8級地震、30萬噸巨輪撞擊
。香港路政署副署長徐永華也表示,港珠澳大橋設計採取了相當高的標準,並通過風洞測試,具備足夠的抗風能力和較高的安全係數。
港珠澳大橋,連接起香港、珠海、澳門,
全長55公里
,其中主體工程「海中橋隧」長35.578公里,海底隧道長約6.75公里,是世界最長的跨海大橋
▽港珠澳大橋 區點陣圖
大橋最早是香港建築師胡應湘在1983年提議,後來直到2009年,項目才正式開工,總投資高達
1000億人民幣
!
因為環境複雜、設計困難、造價昂貴,它被稱為「超級工程」。
▽港珠澳大橋 照片
紀錄片
《超級工程》
豆瓣8.7分,
其中一集就解密了造橋之難。▽《超級工程》,總製片人正是《舌尖上的中國》導演陳曉卿
到底有多難呢?
片子從一開始就列出一組數據:工程師們每天要避開
4000艘海船
、
1800多架航班
的密集通行;
用50萬噸鋼材
,耗費230萬噸鋼筋混凝土
,在深海水下打造世界上最長的沉管海底隧道
;啟用世界最大的巨型震錘
,來完成人工島的建造……▽港珠澳大橋 效果圖
正因為這樣那樣的殘酷條件,也逼得工程師們研發出很多創新設計。
按照起初的設計,局部跨海大橋將橫跨香港唯一的深水航線,橋面需要設計達
80米高(約26層樓)
;又因為處在機場航線上,有百米限高
要求,兩個需求互相疊加就成了矛盾。工程師大膽放棄了鋪設橋面的想法,局部大橋變為
海底隧道
,解決了物理空間上的難題。▽海底隧道 分析圖
但是橋面和海底隧道相接,需要一座島嶼來過渡,但這片海域沒有任何島嶼,這就需要修建人工島。海床下有15-20米的淤泥,就像在水豆腐上做建設,並不牢固。
用傳統方法並不可行,工程師們就想到一個全新的點子:
巨型圓鋼筒!
▽巨型圓鋼筒:直徑22.5m,高55m,重550噸
巨型圓鋼筒插入海床,圓筒圍合出海島的邊界,再往中間填埋沙土,也不會因為柔軟的海床而散開。
▽巨型圓鋼筒圍島
剛解決完這個問題,另一個問題又出現了!
從前成熟的盾構技術並不適用,因為10%阻水率的要求,隧道要埋得更深,人工島將長達1公里,這是無法想像的。
▽人工島搭建 效果圖
因此就採取了第二種方案——
沉管隧道技術
,在海床上淺挖出溝槽,將預製好的隧道在水下進行對接,好處是每個人工島
減少了接近400m
的長度。
▽沉管隧道技術
不利之處是施工難度超級高,在海底將76000噸的
沉管隧道
,還要經受洋流的干擾,要確保精確性非常困難。所以為了確保安裝,在實驗室里就要模擬各種複雜環境,為現場施工提供精確的指導數據。
▽沉管隧道安裝實驗
在海洋中,還暗藏著看不到的危險——
氯鹽
。海洋中的氯離子會滲透進結構,腐蝕鋼筋,鋼筋會發生膨脹,從而導致混凝土開裂,最後堅固的鋼筋混凝土就會崩開。
為此,工程師們研發了一種
高性能混凝土技術
,可以抵抗更長的時間。
另外一個問題,就是如何保護大橋不受地震破壞,工程師們就採用了新型的
高阻尼橡膠材料
,好處是分子間能互相抵消地震能量。
▽自由落體實驗:普通橡膠(上)對比高阻尼橡膠(下)
為了減少風對橋樑的影響,通過風洞實驗反覆測算,工程師給橋增加了
高度50cm,寬度1m左右的溢流板
,讓大橋原本在7級風下40cm的振幅降低到了6cm。
▽風洞實驗
這些新型的技術是工程師們盡心研發的結果,這才讓幾十年的造橋夢想一步步走向現實。
網友們這麼評價這個超級工程:
@Wang Yi pin:這些工程師,眼睛裡充滿著睿智和責任,沒有官場氣息,也不說價值觀這些大話,因為他們的職責是一個國家的命脈,這才是讓人感動的英雄!感謝這些科研人員!?
@金魚:看了很感動,各種限制,各種難關,各種風險,中國工程師一一克服!太令人敬佩了!?
@Peter Huang:一個大橋,涉及一個國家工業的各個方面,如此高難度的大橋的成功其實是一流國家綜合工業能力的體現。
2017年7月7日,港珠澳大橋主體工程貫通;目前,大橋已經進入通車準備階段,預計年內將正式通車!
▽港珠澳大橋 照片
港珠澳大橋是一項把香港、珠海、澳門完全連接起來的宏偉工程,被英國《衛報》譽為
「現代世界七大奇蹟」
之一。
▽港珠澳大橋 照片
舉國之力,完成這樣一個超級工程,體現的不僅是決心,更是創造力。
參考來源:
01.部分動圖和內容來自紀錄片《超級工程—港珠澳大橋》
02.百度百科:港珠澳大橋
除特別註明,資料和圖片來自網路
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