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建造港珠澳大橋背后的驚人之處,作為中國人我們應該知道

日期:2018-12-25 14:32

    歷時9年,建成的港珠澳大橋是世界上最長的跨海大橋,沒有之一,也是中國交通史上最復雜,建造要求、標準最高工程之一,被英國《衛報》譽為“新世界七大奇跡”!

    建橋的過程中工程師們每天要避開4000艘海船,和1800家航班的密集通行。橋梁的鋼材大約50萬噸,230萬噸的鋼筋混泥土打造的沉管海底隧道是世界上最長的。

    人工島的建造用的是世界上最大的振錘,建造大橋之初不僅要考慮到臺風和地震,還要注意環保。

 

    還有一個10%的難題,一個不可超越的數字。伶仃洋是一個典型的弱洋流海域,每年從珠江口有大量的泥沙涌入海洋,大橋的橋墩就像一個阻擋泥沙的籬笆一樣。超過10%的阻水率,泥沙就可能被阻擋沉積,從而阻塞航道。讓伶仃洋變成一個沖積平原。為了避免這個災難性的后果,很多問題都要解決。

    首先要解決的是輪船通航問題,伶仃洋海域靠經香港方向有一個中國重要的深水航道,伶仃洋航道,它是大型運輸船只在這片海域通行的唯一通道。這座大橋的修建將關系到這個重要航道的生死。

    伶仃洋航道的通航等級要求非常高,建橋時是按十萬噸級船只考慮,遠期將按三十萬噸的油輪的通行考慮。

    要滿足30萬噸的油輪通行,就必須要建造一個高出海面80米的橋梁,橋塔高度達到200米的超級大橋。80米大概相當于我們的路面建筑26層樓以上的高度,我們可以設想一下在26層樓以上的高度開車的感覺。

    周圍的香港機場則不允許有超過88米的建筑物,矗立在它的飛行航線上。這段深海航道幾乎不能建造任何超級道橋,如果解決不了這些問題,就得停工。

    解決這些問題的一個辦法最終被工程師想到,在航道上建造一個超長的海底隧道。最終的這個有史以來最大膽的方案在2009年通過,在這片海域建造一條長度6.7公里的海底隧道,和一條22.9公里的跨海大橋。

    這座大橋建成后將是中國最大,最長,最復雜的跨海大橋,建成后從珠海,澳門抵達香港的時間將從4小時縮短到30分鐘。

    橋梁和海底隧道的貫通首先要找到一個島嶼將他們連接在一起但在伶仃洋沒有任何島嶼可以使用。唯一的辦法時修建人工島。而在這個海床上建島是一個想象不到的巨大工程,因為筑島的地方下邊有一層20米到15米后的淤泥。方案是超過800萬立方的海底淤泥必須移走,相當于三座146米高的胡夫金字塔被移走,但這樣的工程對海洋將是毀滅性的污染,不可行。最終方案則是圓鋼筒圍島,用一組巨型圓鋼筒直接固定在海床上然后在中間填土形成人工島。120個超級大的圓鋼筒構筑成隧道兩端的人工島,這在中國史無前例。

    每個圓鋼筒的直徑達到22.5米,幾乎和籃球場一樣大,高度55米相當于28層樓的高度。而重量達550噸,相當于一架A380空中客車。

    筑島問題解決后緊接著就是如何在這個長6.7公里的深海航道區修建海底隧道。深度在海面以下13層樓。工程師們首先考慮的是盾構技術,中國的盾構技術也比較成熟,最大的盾構機能夠承擔在45米深的地下挖掘15米直徑的隧道,但在這里只能放棄這個成熟的技術。因為10%的阻水率的原因,如果用盾構機將會把人工島的長度提高到超過1公里,而一公里是10%的紅線。

    最后唯一可以用的方式就是沉管隧道技術,這個技術是在海床上淺挖出溝,將預制好的隧道沉放到溝中,然后進行水下對接,它直接的結果就是不需要那么長的人工島。最后人工島的長度定位625米,比盾構技術減少人工島400米,將大大改善人工島對海洋環境的影響。

    每節沉管長180米,寬33米,高11米。有兩個三車通道,和兩個工程通道組成。重量達到76000噸,相當于一艘航空母艦。它們從東到西沉入海床以下,并進行無人對接。

    另一個問題,港珠澳大橋橫穿伶仃洋海域,為保證每天4000多艘船只順利通行,除6.7公里的海底隧道之外,還設置了三座通航橋梁,橋梁底下,和隧道上邊都是為船只航道。

    從來沒有一座橋像港珠澳一樣橫跨在三個國際機場的航線上而且離的那么近,最危險的是離口岸最近的九州大橋,在這里距離澳門機場僅有幾公里,飛機起飛不到一分鐘就將飛躍大橋的上空,在常規施工過程中吊裝設備要遠高于橋塔本身,但這一經驗卻讓工程師在這里無計可施,航空部門要求在大橋的建設期間不能有任何設備超過122米,而大橋的橋塔已經達到120米,在這樣的情況下一種新的方案產生,工人們將橋塔直接在陸地上預裝完程,然后通過底座上的連接軸,進行連接,通過巨大的鋼纜牽引,整座塔從水平到90度垂直,一次完成。

 

 

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