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

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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日中央氣象臺的預報結果,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。

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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。

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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 區位圖

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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,這是無法想象的。

▽人工島搭建 效果圖

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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

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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,在實驗室裡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

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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)

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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

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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

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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

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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。


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