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港珠澳大桥!建造技术究竟有多牛?一篇全解析!

2018-11-09 15:44:19 来源: 类型:kb88凯时新闻 要害词:港珠,澳,大桥,建造,技术,究竟,有多,牛,一篇,
 

港珠澳大桥开通仪式23日上午在广东珠海举行。习近平出席
仪式并宣布大桥正式开通。港珠澳大桥跨越伶仃洋 ,东接香
港 ,西接广东珠海和澳门 ,总长约55公里 ,是粤港澳三地首
次相助共建的超大型跨海交通工程。

 


港珠澳大桥开通在即

你体贴的都在这里!

 

被称为"世界奇迹"的

港珠澳大桥究竟多壮观?

真容终于全面亮相了!


kb88凯时(中国)首页登录▲ 连接香港、珠海和澳门的港珠澳大桥全长55公里。



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▲ 港珠澳大桥工程建设 ,突破了海底隧道最长、隧道埋深最大、单个沉管体量最大等世界级难题。


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▲ 9月16日 ,正面来袭的强台风“山竹”经过港珠澳大桥时 ,瞬时最大风速55m/s(16级) ,但大桥一切正常。


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▲ 港珠澳大桥的青州航道 ,设计元素使用了“中国结”。


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▲ 港珠澳大桥总体工程涉及到的专利凌驾1000项 ,设计使用寿命为120年。


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▲ 港珠澳大桥主体工程中 ,包括6.7公里的海底隧道。


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▲ 隧道两端建有东、西两个人工岛。图为港珠澳大桥东人工岛。


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▲人工岛


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▲ 港珠澳大桥珠海公路口岸



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▲ 入境申报表



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▲ 港珠澳大桥珠海公路口岸货检区 ,15条货车“一站式”检验通道。


 

这座世界最长的跨海大桥 ,在建造历程中用到哪些顶尖技术?工地君为你来解锁

 

 

港珠澳大桥东起香港国际机场四周的香口岸岸人工岛 ,向西横跨伶仃洋海域后连接珠海和澳门人工岛 ,止于珠海洪湾;桥隧全长55千米 ,双向六车道 ,设计速度100千米/小时;历经5年计划、9年建设 ,工程项目总投资额1269亿元……

 

这是集桥、岛、隧于一体的世界最长跨海大桥 ,其著名的沉管隧道长达6.75公里 ,是全球最长的公路沉管隧道和全球唯一的深埋沉管隧道……

 

从准备到建成 ,港珠澳大桥建设历时14年 ,历程中攻克了无数个世界级难题 ,突破了无数个世界纪录 ,是当之无愧的世纪工程。在它建成通车的历史性时刻 ,让我们配合回首港珠澳大桥的那些惊世骇俗之处。

 

 

构件全部标准化生产 ,包管大桥质量

 

港珠澳大桥的设计使用寿命长达120年 ,这意味着在一个多世纪的时间里 ,大桥的焦点结构 ,尤其是6.7公里长的沉管隧道不可泛起丝毫的质量问题。

kb88凯时(中国)首页登录▲ 港珠澳大桥的沉管

 

大桥的隧道由33节沉管连接而成 ,每节标准沉管段长180米 ,宽38米 ,高11.4米 ,排水量7.8万吨 ,相当于一艘满载的辽宁号航母。每节沉管的内部由凌驾40万根近一万吨的钢筋和7万吨混凝土组成。

 

这么大的沉管 ,施工方必须包管误差在0.5毫米以下。为了包管精度 ,工人们需要亲身钻进壁厚仅1.5米的钢筋笼里 ,把近100根注浆管的装置效果一一检查到位 ,确保每一个焊接位置的密闭性能。


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▲ 建设中的沉管


 

 

如此巨大的沉管 ,还要包管极其苛刻的误差限度 ,因此它的运输历程中不允许丝毫差池。

 

它不可远距离运输 ,更不可能在陆地上建好再辗转进入海中。因此 ,在距离大桥不远处的桂山牛头岛 ,专门建设了一座沉管管节预制工厂 ,接纳最先进的工厂流水线生产这33段管节。
 

kb88凯时(中国)首页登录▲ 沉管预制厂设置在一座小岛上


凭据工艺流程 ,180米长的管节会被分为8段22.5米长的节段逐段预制、逐段顶推直到全部浇筑完毕 ,再整体顶推至坞区 ,进行临时预应力索张拉 ,让这八个节段形成密闭的整体。随后 ,工程师们会将它的两端关闭 ,让它像一艘船一样漂浮起来 ,牵引到装置位置。


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▲ 预制构件小岛上的坞区


 

要让一个桥段在海面上移动 ,需要8艘拖轮带缆配合发力 ,提供5000多吨的力量。如此巨大的“航母”在拖航历程中姿态难以控制 ,管节系泊的每一次带缆都要经受流速、流向的影响 ,桥段无论是移动照旧对接难度都极高。

 

别的 ,施工还要面临来自台风、季风等庞大的气象水文情况带来的挑战。珠江口洋流庞大 ,桥段的装置还要经受水流的滋扰。为了实现精准装置 ,工程首次应用了深水无人沉放对接测控系统 ,对桥段的装置位置和进度进行了精密的丈量和控制。

 

港珠澳大桥的沉管隧道 ,是世界岛隧工程历史上首个真正意义上的外海深水装置沉管隧道 ,具有划时代的意义。



 
有桥有隧 ,大桥为何如此设计?
 
 

港珠澳大桥并不是一座严格意义上的“桥” ,而是一个桥梁与隧道的组合体。整个工程在海中全长35公里 ,其中有29公里是桥 ,6公里则是隧道。在桥梁与隧道之间 ,通过珠江口伶仃洋南北两侧的两个离岸人工岛进行连接 ,而港珠澳大桥的难度也正来源于此。

 

那么 ,港珠澳大桥究竟为什么要设计成这样呢?


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▲ 港珠澳大桥的桥隧转换人工岛


 

这主要是考虑到了船只的通航问题。

 

广州港是世界著名的忙碌大港 ,每天都有上万艘船只穿过港珠澳大桥所处的伶仃洋进出广州港 ,其中不乏有许多万吨巨轮。这些巨轮体积大、吃水深 ,如果大桥全部修建成水面以上的桥 ,那么这些船只很难从桥下通行 ,还容易与桥墩相撞。因此 ,必须有一段净空的航道供巨轮通行 ,也就是必须有一段海底隧道。

 

然而海底隧道的建设本钱惊人。如果整个35公里的公路全部修成隧道 ,不但经济上不可接受 ,消防、运行等等问题都难以解决。因此 ,半桥半隧成为了一种现实可行的计划。


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▲ 轮船撞桥是一类很是严重的事故

 

桥隧转换的要害在于人工岛。修建人工岛可不但仅是用海底的泥沙堆砌一座岛出来 ,这座岛必须能够对抗偏向未必的洋流和海风。如果没有结实的加固 ,一定一冲即散。

 

港珠澳大桥人工岛的造价高达131亿元 ,为了坚持稳固 ,工程接纳了120个直径22米的钢圆筒围成人工岛的岛壁 ,单体重达500吨 ,其施工工法和八锤联动液压振动锤为世界首创。


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▲ 人工岛外围的圆筒就是岛屿的围束

 

在海洋中填岛 ,如何将原来位置的海水排干是一个大问题。工程接纳了局部开挖换填、井点降水联合堆载的全新施工计划 ,不但加速了固结 ,并且减少了工程后的剩余沉降 ,包管了宁静。

 

在稳固的地基支撑下 ,建成的人工岛标高抵达5米 ,能够对抗珠江口300年一遇的洪潮。它不但担负了桥隧转换的功效 ,并且还将成为港珠澳三地的交通衔接中心 ,两地对关口岸也设置在岛上。

 

人工岛集交通、治理、效劳、救援及旅行功效于一体 ,岛上还设计了中华白海豚观赏区和海上观景平台。

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▲ 人工岛的平面安排


 

海底沉管隧道如何包管120年滴水不漏?

 

混凝土是一种脆性质料 ,抗压能力很强 ,但受到拉力就很容易开裂。在陆地上 ,绝大大都的混凝土都是带裂缝事情的 ,并不影响结构的性能。

 

但在海洋工程 ,尤其是海底隧道中 ,这样的裂缝是不可以保存的。一旦爆发裂缝 ,含盐的海水就会渗入混凝土内部进一步腐化钢筋和混凝土 ,进而扩大裂缝 ,最终导致漏水 ,乃至爆发结构宁静问题。

 

因此 ,沉管隧道使用了一种抗渗性能很强的混凝土 ,它的微观结构很是致密 ,有害离子很难直接渗入。隧道壁内部的钢筋笼也十分密集 ,配筋率远超一般的建筑结构 ,这些密布的钢筋起到了极强的约束作用 ,严格限制了混凝土的宏观开裂以及微观裂缝的扩展。


kb88凯时(中国)首页登录▲ 沉管隧道内部的钢筋笼


 

为了制止沉管段之间的漏洞爆发漏水 ,在沉管的节段和节段之间 ,还设置有一层厚厚的橡胶垫来弥合漏洞。在沉管内部沿纵向设置有许多领悟的预应力钢筋 ,当预应力钢筋张拉后 ,它们就像是一束强力橡皮筋 ,将沉管紧紧地绑扎在一起 ,不留一丝漏洞。这样 ,沉管内部与外部就被严格地隔离开来。

 

然而 ,海洋中的情况并非一成稳定 ,庞杂庞杂的洋流、变革的海底地质情况仍然可能会对沉管隧道造成破坏。为了;こ凉艿奈榷ㄐ ,海底隧道的大部分都是被掩埋在伶仃洋的淤泥之中的。

 

在施工中 ,工程部先将海底深厚而松软的淤泥清理到了一边 ,并在沉管的基床底部铺设2-3米厚的块石 ,制成一种坚固的复合地基。它可以让沉管的沉降值缩小到10厘米以内 ,杜绝因海底沉降导致的渗水。

 

在沉管铺设好之后 ,还要在两侧及上部回填碎石。之前被清到一边的淤泥也会很快随着洋流重新淤积到隧道上方 ,对隧道形成;。这样一来 ,海中的风波就完全侵蚀不到隧道了。

 

地处南海 ,大桥如何对抗海洋侵蚀?

 

水下的部剖析决了 ,水上的29公里桥梁还要面对严酷多变的情况。

 

港珠澳大桥地处中国南海 ,这里风高浪急 ,每年要刮两场以上的台风A碛醒艄獾谋┥埂⒑@说那质……港珠澳大桥可是要用120年的大工程 ,如果任由这些小问题日积月累 ,最终会成为大问题。


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▲ 海洋情况示意图 ,受害最严重的是飞沫区

 

海洋情况之所以对建筑物的伤害巨大 ,最重要的是因为其干湿交替的情况。

 

完全浸没在海水中的结构如隧道、桥墩基础受到的腐化作用反而不强 ,而桥梁的主体部分则直接袒露在空气中的飞沫区 ,虽然很少能直接接触到海水 ,但大宗的海水飞沫裹挟着盐分攻击结构 ,结构外貌一会儿干一会儿湿 ,每颗小飞沫还都携带着海水中的有害离子粘在上面。点这免费下载施工技术资料

 

这些有害离子会在混凝土内部爆发结晶 ,让混凝土劣化、钢筋锈蚀。折腾不了几年 ,大桥的路面就会酿成豆腐渣。


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▲ 腐化严重的桥墩


 

面对如此卑劣的海洋情况 ,工程师们进行了数百组室内模拟实验 ,以及室外高温稳定性及低温疲劳试验 ,获得了上万个测试数据 ,最终敲定了SMA(沥青玛蹄脂碎石混淆料)+后浇筑式沥青混凝土组合铺装结构体系的钢桥面铺装设计计划。

 

工程还首次提出了GMA浇筑式沥青新技术 ,兼具温度稳定性与耐腐化能力。为了包管其中重要的集料生产 ,施工方还专门为港珠澳大桥打造了最先进、标准最高的高精尖集料工厂——中山集料厂。

 

与120年寿命的大桥主体结构差别 ,路面由于直接袒露在海风与烈日下 ,且要蒙受车辆碾过的重复荷载 ,需要经常更换 ,为了包管路面的质量 ,它的服役期被严格限制在15年以内。

 

港珠澳大桥的总投资凌驾1000亿元 ,据估算 ,如果仅靠收取过桥费 ,它需要几十乃至上百年才华收回本钱。然而 ,港珠澳大桥将珠江口两岸的都会连为一体 ,通车后 ,从香港开车去澳门只需30分钟 ,大大促成了珠三角经济的一体化 ,其社会价值是无法估量的。

 

 

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