舉世矚目的港珠澳大橋於10月24日正式通車運營(港珠澳大橋正式通車，這項世紀工程究竟有多牛？（內附震撼全景+最全攻略）)。前不久颱風“山竹”正面襲擊珠三角時，
大橋安然無恙，經受住了颶風的考驗。這裡凝結著我國眾多高校的高科技成果……同濟大學
人工島築成，同濟帶來核心技術
東人工島好似“蠔貝”(圖片由港珠澳大橋管理局提供)
構建人工島用什麼方式穩妥?傳統的方式是海中選址圍堰，拋石成堤，然後抽乾堰內積水，築建成島，但這樣會對附近水域的白海豚造成危害，且影響這條繁忙水道的航行，工期漫長；還有一種方式，先打樁，用擠密砂樁圈起圍堰，抽乾水然後再築島。同濟學者馬險峰在“外海厚軟基橋隧轉換人工島設計與施工關鍵技術”中的研究成果支撐了擠密砂樁設計中若干難題的解決。
中國首創的深插鋼圓筒快速築島技術，創造了221天完成兩島築島的世界工程記錄
東人工島(圖片由港珠澳大橋管理局提供)
隧道抗震，同濟為其貢獻力量
隧道工程難題無數，每節8萬噸的沉管如何舾裝浮運，萬一沉管沒接好怎麼辦?如此長大的沉管在海底萬一遇上地震又該如何?諸多難題擺進了同濟的實驗室，均被一一攻克。
隧道抗震實驗現場
“沉管隧道在地震條件下安全性的試驗研究，日本、歐美等國都開展過，但像港珠澳大橋這樣的超長海底隧道地震反應，尚未見到研究成果。”同濟大學土木工程學院地下系教授袁勇組成一支團隊，擔下重任。“地震發生時，其衝擊波可能是縱向的，可能是橫向的，也可能是縱橫混合的。對物體的衝擊力可能是擠壓、抬升、扭曲，也可能是多點、多類型受力狀態”，袁勇說，在平均水深超過40米、深厚淤泥上的隧道要想在8度設防烈度地震的極端狀態下不發生扭曲變形，就得有可靠的試驗和精準的計算。
港珠澳大橋沉管隧道最終接頭由起重船“振華30”吊裝進入海底(圖片來源於中新網)
沉管隧道土——結構動力相互作用快速實用計算方法研究、多點非一致地震激勵下超長沉管隧道地震響應快速分析方法、沉管隧道減震控制技術、沉管隧道振動臺試驗模擬技術……千百次的實驗，一項項技術難關被攻克，最終，袁勇團隊拿出了“海外厚軟基大回淤超長沉管隧道設計與施工關鍵技術”的抗震方案。
沉管預製車間
深不見底的伶仃洋，巨大的沉管萬一下去了，這節跟那節不合接不上怎麼辦，接上了但漏水呢，剛接上好好的過些日子因為沉降又歪了呢?丁文其教授團隊研發港珠澳大橋沉管隧道接頭張開位移量控制技術，可保證沉管對接嚴絲合縫、萬無一失。
丁文其介紹，沉管隧道安裝涉及到的問題包括地基不均勻沉降、大回淤、高水壓、沉船、車輛荷載、潮水變化、地震、溫度作用、混凝土收縮徐變等，都會影響到沉管隧道接頭處的狀況；還有結構受力、防水要求、止水帶選型和施工對管節接頭和節段接頭的影響。2011年5月港珠澳大橋沉管隧道建設之初，丁文其團隊承擔的“沉管隧道接頭張開位移量控制技術研究”也緊張開展起來。兩年多的時間裡，丁文其多次前往施工現場，通過理論分析和數值模擬，計算了數百種組合工況下節段式沉管隧道的接頭張開位移量，確定了管節與節段變形特性與張開量控制指標。
橋樑抗風，同濟給出完美抗風方案
港珠澳大橋有三個大跨度通航孔橋，在風高浪急的伶仃洋上，橋樑如何抗風是個大問題。同濟大學研究團隊給出了方案。以青州航道橋為例，研究人員採用主樑小、大比例節段模型測振風洞試驗，主樑、橋塔節段模型測力風洞試驗，橋塔自立狀態氣彈模型、全橋氣彈模型風洞試驗的方法進行抗風研究。橋塔試驗表明，即使在風速65米每秒的風中，橋塔也未出現自激和發散性的馳振現象。
“地下穿針”，同濟大學開展智慧攻關
巡查拱北隧道的凍結狀況
在港珠澳大橋拱北隧道建設過程中，面對土層軟弱、富含地下水、距離地面僅5米的不利情況，同濟大學胡向東教授與各方專家一起探索研究，最終敲定管幕凍結法。管幕是圍繞隧道四周、沿隧道全長佈置的大型鋼管，保護隧道施工安全；凍結是把鋼管之間及周圍土體凍結成凍土，形成止水帷幕。這樣，拱北隧道暗挖段成為一個大“冰桶”，有效避免了施工時漏水和地面塌陷。
工程圖複核，同濟把的是技術總關口
當初荷蘭一家世界著名隧道沉管公司曾要價1.5億歐元相當於15億元人民幣，提供巨大沉管的深水安裝技術諮詢。中方決定找自己的專家解決，同濟大學徐偉團隊承擔了這項科研任務，同濟的院士孫鈞擔任了這項科研任務的指導工作。圓滿完成了港珠澳大橋設計文件的複核、審查等科研任務。
清華大學
道隧工程的設計與建設，清華尋醫問診
土木水利工程學院教授宋二祥教授團隊曾為港珠澳大橋中的控制工程——島隧工程的設計和建設長期提供技術諮詢，特別是對沉管隧道“半剛性”管節實施方案的可行性論證提供了關鍵的技術支撐。在報告中，宋老師從沉管隧道的發展歷程講起，並重點分享了“島隧-地基體系變形分析及控制”、“半剛性沉管結構可行性論證”兩塊工作的研究過程與結果，最後指出工科專業理應密切結合實際工程，通過工程實踐加深對理論的理解，反過來又為工程提供支撐。
鋼筋的腐蝕性研究，清華十年磨一劍
土木水利工程學院李克非教授團隊曾針對港珠澳大橋中的控制性工程難題——混凝土鋼筋在強腐蝕條件下的耐久性設計開展了近十年的攻關。在報告中，李老師從混凝土耐久性設計的基本概念講起，重點闡述了港珠澳大橋120年全壽命週期混凝土結構的質量控制與管理方法，最後指出了工程運行期混凝土質量控制與管理尚存在的問題。
健康監測，清華打造“海中的眼睛”
土木水利工程學院教授張永良接下了設計保障大橋120年使用壽命健康監測系統的任務，帶領團隊調研市場成熟的設計方案，跟蹤世界前沿文獻，力圖讓健康監測系統成為“海中的眼睛”，監測伶仃洋下海流、波浪等各種結構受力要素變化的規律。
西南交大
西南交大，助大橋穩穩“紮根”海床
港珠澳大橋採用正交異型橋面板鋼箱梁，這種結構形式輕質高強、施工速度快，但是它的板件構件及受力特性複雜，最大的問題是疲勞。疲勞導致的裂縫成為國內外鋼橋行業共同的難題。
西南交通大學土木工程學院卜一之、張清華教授參與國家科技支撐計劃項目——港珠澳大橋跨海集群工程建設關鍵技術研究與示範，通過艱苦研究，團隊攻克了疲勞的難題，助力港珠澳大橋保證120年的壽命，併為大橋鋼樑架設技術提出了有益建議。西南交大土木學院馬建林教授團隊主持了港珠澳大橋主體工程橋樑工程施工圖設計大直徑鋼管複合樁試驗專題研究，助力港珠澳大橋穩穩“紮根”海床。現場調研、資料收集、室內外試驗、理論計算、數值模擬……團隊不斷探討複雜受力條件下鋼管複合樁的受力機理與協同工作性能，解答了深海條件下鋼管複合深長樁基礎的相關計算理論和設計方法等關鍵技術，研究成果對於港珠澳大橋大直徑鋼管複合樁基礎工程建設具有重要的指導意義。
港珠澳大橋共有3個跨度通航孔橋和長距離的鋼箱梁非通航孔橋，這些橋體如何能經受住猛烈的颱風呢?西南交大土木學院廖海黎、李明水教授團隊承擔了港珠澳大橋所有通航孔橋和鋼箱梁非通航孔橋的抗風性能研究工作。有關大橋模型在西南交大犀浦校區的XNJD-3風洞這一目前世界最大的邊界層風洞裡進行了反覆試驗，最終，團隊為港珠澳大橋的抗風設計和風致振動抑制措施提供了科學依據。
此外，西南交大地球科學與環境工程學院測繪遙感信息系退休教授許提多曾受聘為港珠澳大橋工程測量特聘專家，他制定了港珠澳大橋測量控制總體方案並具體參與和指導實施；參與制定港珠澳大橋工程測量規程和規範；對橋樑、海底沉管隧道、人工島等工程測量方案提出合理化建議，並審核最終的具體施工測量方案，等等。
天津大學
天津大學：技術支撐橋隧連接人工島
港珠澳大橋建設的主體工程包括跨海橋樑、海底隧道和橋隧連接人工島，其中橋隧連接人工島是港珠澳大橋建設的關鍵工程之一。天津大學王元戰教授課題組承擔了港珠澳大橋建設工程橋隧連接人工島沉入式鋼圓筒結構的穩定性及滲流分析工作， 解決了波浪作用下軟土強度弱化、沉入式大圓筒結構破壞過程模擬等科學技術問題，對各種荷載工況下橋隧連接人工島沉入式鋼圓筒結構穩定性和滲流進行了計算分析，為完善人工島設計提供了技術支撐。
港珠澳大橋的海底隧道段由33節沉管組成，每節沉管的重量接近8萬噸，相當於一艘中型航母的重量，造價達上億元。沉管在深水塢預製好後，需通過纜繩與安裝船相連，在合適的波流施工窗口由安裝船拖帶浮運並下沉到施工地點，沉管的安全浮運和沉放是整個工程安全施工的關鍵。為了協助設計施工單位解決這一問題，天津大學建築工程學院肖忠副教授首次建立了安裝船、沉管、纜繩和水體系統1∶1的三維精細有限元仿真模型，並在計算模型中考慮了水體的黏性和紊流特性及安裝船、沉管、纜繩和水體相互間的耦合作用。為了使仿真模型能夠更好地服務於實際工程，課題組赴工程現場對沉管最終的浮運繫泊方案進行了現場考察，並針對繫泊危險工況進行了數值仿真，為保證沉管結構在浮運及沉放過程中的安全施工提供了指導。該項目研究成果可為後續的類似工程提供理論指導，經濟效益顯著。
港珠澳大橋的橋墩採用陸上分節預製，水上拼接安裝的施工工藝。單個預製件最大重量達3510噸，高度超過22米。利用半潛駁船將預製好的橋墩運輸至施工海域。橋墩浮拖跨距長，海況複雜惡劣，且橋墩屬於高聳結構，駁運系統整體的重心較高，拖運過程中在風浪作用下半潛駁船和橋墩聯合體的運動響應明顯，支撐橋墩的臺車車輪承受巨大荷載。為確保浮拖過程中半潛船及橋墩的安全，天津大學建築工程學院別社安教授團隊對整個駁運系統進行了水動力性能計算、橋墩的拖航穩定性分析，在此基礎上提出了橋墩在運輸駁船上的加固穩定方案，保證了橋墩的安全運輸。
浙江大學
浙江大學建築工程學院交通工程研究所憑藉在大跨度複雜結構橋樑數值模擬分析、大跨度橋樑監測與控制等方面的技術領先優勢和豐富的工程實踐經驗，承擔了港珠澳大橋埋床式預製墩臺的設計諮詢工作和橋樑工程主體工程CB03標段的大節段鋼結構橋樑安裝監控等工作。
在工程設計階段，解決了埋置墩臺施工期間的複雜受力分析和墩臺設計承載能力分析等關鍵設計技術難題；
在工程施工階段，攻克了超大節段鋼結構海上安全運輸、橋位快速安裝和空間精準對接等系列技術難題；為大橋工程建設提供了可靠的技術支撐，獲得了港珠澳大橋管理局等各參建單位的一致肯定和好評。
長安大學
長安大學沙愛民教授主持的港珠澳大橋主體工程導隧工程的關鍵技術以及劉建新教授主持的港珠澳大橋主體工程橋樑工程的專題研究成果為港珠澳大橋的設計和施工提供了方案和依據。
長安大學賀栓海教授以他為首的工程控制團隊經過長期的高難度的跟蹤分析，高精度梁測反饋控制， 保證了大橋的精準匹配拼接與合攏，創造了外海特大跨徑橋樑建設精度的佳績。
中山大學
由中交第四航務工程勘察設計院、港珠澳大橋管理局、天津水運工程科學研究所、南京水利科學研究院、中山大學、中交第一航務工程局、中交廣州航道局等單位專業技術人員構成的攻關組，歷時三年，共同完成的“珠澳大橋沉管隧道基床回淤監測及預警預報系統研發與應用”研究榮獲中國航海學會頒發的航海科技進步一等獎。
中山大學為促進中國航海科學技術進步做出了突出貢獻，獲此殊榮。中山大學海洋科學學院河口海岸研究所李春初、雷亞平獲得個人獎勵證書。
東北大學
跨海大橋建設所需的管樁鋼、通航主橋的橋樑鋼的工藝技術來自東北大學!
港珠澳大橋建設的大量高性能綠色橋樑鋼鋼板應用了東北大學王昭東教授團隊研發的基於新一代控軋控冷工藝。
東北大學王昭東教授及其團隊研發的新一代控軋控冷工藝，建立了以超快速冷卻為核心的細晶強化、析出強化和相變強化的綜合強韌化理論，使鋼材組織細化35%以上，析出相尺寸減少25%以上，有效滿足了橋樑鋼高強度和高韌性的需求。
華南理工大學
華南理工大學王榮輝教授帶領副教授谷利雄、馬牛靜等人以及博士生陳黎、陳釗庭、董春光等人組成的施工監控技術團隊負責港珠澳大橋主體工程橋樑工程CB04合同段內里程樁號為 K22+083~K29+237，全長7.154公里的施工監控工作。
港珠澳大橋設計可抗16級颱風，由朱良生教授帶領的海洋與海岸動力學團隊所負責的“港珠澳大橋橋位現場波浪觀測”對大橋的建設工作起到關鍵作用。
此外，以張肖寧教授為首的學術團隊承擔了港珠澳大橋16公里連續鋼箱梁和大跨徑鋼箱梁結構橋樑的瀝青鋪裝技術研究任務；
趙成璧副教授主持完成了港珠澳大橋主體工程初步設計階段隧道的沉管管段浮運、繫泊、沉放的模型試驗研究；
港珠澳大橋的珠海人工島通道，採用了華南理工大學道路工程系虞將苗副教授團隊研發的高韌薄層瀝青罩面技術，實現了品質上的進一步提升；
還有張原教授等多位科研人員參與其中，為港珠澳大橋的建設貢獻“華工智慧”。
……
港珠澳大橋這項世紀工程能夠迎來正式通車，讓我們把掌聲送給所有為大橋做出貢獻的工作者們!
閱讀更多 Asp邱海龍 的文章
