一千八百噸“鋼鐵巨人”紮根伶仃洋,工程難度不亞於港珠澳大橋

如果說港珠澳大橋最牛的部分是海底隧道,那麼正在建設的深中通道則創造了另一個世界奇蹟。那就是世界最高海上懸索橋,高度相當於90層的摩天大樓。

一千八百噸“鋼鐵巨人”紮根伶仃洋,工程難度不亞於港珠澳大橋

在講大橋前我們先了解下深中通道,深中通道是連通廣東省深圳市和中山市的一座跨海大橋。全長24公里,屬於世界級橋、島、隧、地下互通集群工程。其中海底隧道段總長6.8公里,最寬處約70米,採用雙向八車道高速公路建設標準。無論在長度還是寬度上,均超越港珠澳大橋海底隧道。

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隧道兩端各設置一處人工島,東人工島長625米,寬100米,西人工島長625米,最寬處為456米,海域面積25.3萬平方米,相當於19個國際標準足球場。

與港珠澳大橋人工島不同的是,深中通道西人工島採用了分水效果較好的菱形,形似中國傳統的風箏,這樣可以最大限度減少阻水效應。這也是為當地特殊的海域環境專門設計。

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除了跨海大橋常見的隧道與人工島外,深中通道最牛的部分則屬於伶仃洋大橋。大橋為580米、1666米、580米的三跨全漂浮式懸索橋。主塔高度270米相當於90層樓高,大橋淨通航高度為76.5米,橋面至水面高度91米,可以容納10萬噸級船舶航行。

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作為整個大橋的關鍵性工程,伶仃洋大橋在建設中也遇到不少難題。主塔越高意味著水下承樁要更加穩固。目前主流海底橋樁建設方案有多種,如果水深較淺則採用堆砌法施工。水深較深則釆用沉箱法施工。如果海底有大量淤泥,則要把承樁打入海床內部。如果海床距離海面太深,則依靠淤泥之間的摩擦力為承樁提供橫向支撐力。

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無論使用哪種方法,目的是將打入海底的幾十根承樁相互連接,最終組合成一個巨型基樁。

不過伶仃洋大橋主塔建設卻無法採用這三種方法。大橋主塔高度達到270米,別說在海底,就是陸地上打這種基樁工程量也非常龐大。傳統海底打樁法根本無法確保伶仃洋大橋主塔穩定性,最終大橋壽命也會急劇縮減。

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對此工程師想到了另一個方法,能不能在海底沉入一個巨型鋼箱,然後將海底承樁與其連接,讓鋼箱來承受海底暗流以及腐蝕問題。這樣不僅為大橋提供了穩定性,還能作為橋樑的永久性防撞設施,最大限度降低船舶對橋墩的損傷,可謂一舉多得。

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工人們建造的箱體最高17.6米,壁厚2.5米,外圍直徑為41.1米。總體約有六層居民樓那麼高,近似兩個籃球場地,是一個重達一千八百噸之多的龐然大物。

當鋼箱沉入海底後會進行封閉處理,然後抽乾箱內的海水,使其成為一個小型人工島。它也是主塔基樁的核心部分,被譽為海中螺母,是伶仃洋大橋壽命達到上百年的重要裝備。

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不過如此巨大的鋼結構如何下沉也是一大難題,伶仃洋大橋施工區域屬於颱風多發地,海面風浪大且臨近伶仃洋航道,這為鋼箱的精準安裝帶來了極大考驗。

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為了確保順利施工,相關部門專門召開研討會,對附近船隻進行限速行駛,以減少海水波動對鋼箱下沉時的精度影響。此外,在下沉中工程師採用了3200噸“長大海升號”起重船。該起重船由我國青島武船重工打造,吊臂長135米,可一次性吊起11架空客A380,這也是目前亞洲最大的起重船。

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由於《長大海升號》本身就比較龐大,在大海中非常穩固,而且起吊的鋼箱只有起重船最大起吊重量的一半多,沉箱在下沉過程中。起重船有效解決了海風波浪、海水流速等諸多因素影響,既保證了鋼箱優質高效下沉,又確保了下沉精度。

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經過緊張施工後,2019年11月6日,伶仃洋大橋西索塔首個鋼箱與28根群樁基礎精準落位結合。800噸的鋼鐵巨人也順利紮根伶仃洋海底,為大橋橋塔提供有有力保障。

目前橋墩承臺正在緊張有序施工中,未來我們將看到世界上最高的海上橋塔在這裡誕生。此外該施工法也為以後臺灣大橋建設提供了技術經驗。

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除了伶仃洋大橋外,深中通道海底隧道建設也是一大難題。由於它比港珠澳大橋海底隧道更寬更長,也被譽為目前為止世界上技術難度最大的工程之一。工程師又將如何解決這些技術難題?歡迎感興趣的讀者朋友評論。


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