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港珠澳大桥——世界桥梁建筑史上的巅峰之作
2017-09-22 162
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来源:澎湃新闻

9月19日,由中央电视台综合频道播出《辉煌中国》中的电视纪录片《圆梦工程》,将镜头对准了中国交通建设史上的里程碑项目——港珠澳大桥。

 

“振华30”起重船  《辉煌中国》电视纪录片视频截图

 

2017年7月7日,港珠澳大桥主体工程海底隧道贯通。长达6.7公里的海底隧道,是我国建设的规模最大的公路沉管隧道和世界罕见的深埋沉管隧道,也是港珠澳大桥工程中实施难度最大的部分。海底隧道的贯通意味着大桥主体工程的贯通,大桥将在今年年底具备通车条件。

 

全长55公里的港珠澳大桥,由跨海桥梁和海底隧道组成,是目前世界上最长的跨海大桥。大桥建成后,可将香港到珠海的交通时间由现实水路1小时以上、陆路3小时以上,缩短至30分钟以内,从而形成粤港澳三地“一小时经济生活圈”。

 

“这55公里链接的不仅是粤港澳三地,未来因它而形成的56000平方公里区域,将是继东京湾区、纽约湾区、旧金山湾区之后,世界经济版图上又一个闪耀的经济增长极。”《圆梦工程》讲述道,“2020年,粤港澳大湾区将形成以珠江至西江经济带为腹地,带动中南、西南发展,并辐射东南亚、南亚的经济大格局,这是中国经济战略布局的一次伟大创举。”

 

2017年7月5日,港珠澳大桥青州航段桥桥塔 ,《视觉中国》

 

“中国结”桥塔:寓意三方共建

从珠海口岸驶出,六车道宽阔桥面蜿蜒至远处海天连接处。经过以“中国结”桥塔造型寓意粤港澳三地共建大桥、共结同心的青州桥,再行驶一段距离,即到达西人工岛。

 

1997年亚洲金融危机后,香港特区政府为振兴香港经济,寻找新的经济增长点,认为有必要尽快建设连接香港、澳门和珠海的跨海陆路通道,以充分发挥香港、澳门的优势,并于2002年向中央政府提出了修建港珠澳大桥的建议。2003年8月4日,国务院正式批准三地政府开展港珠澳大桥前期工作,并同意粤、港、澳三地成立“港珠澳大桥前期工作协调小组”,全面开展各项前期工作。次年3月,港珠澳大桥前期工作协调小组办公室成立,全面启动港珠澳大桥各项建设前期工作。

 

港珠澳大桥总长55公里,工程包括三项内容:一是海中桥隧工程;二是香港、珠海和澳门三地口岸;三是香港、珠海、澳门三地连接线。根据达成的共识,海中桥隧主体工程(粤港分界线至珠海和澳门口岸段)由粤港澳三地共同建设;海中桥隧工程香港段(起自香港石散石湾,止于粤港分界线)、三地口岸和连接线由三地各自建设。据大桥管理局资料介绍,三方共建的海中桥隧主体工程估算投资约381亿元。项目资本金为人民币157.3亿元,其中:内地出资70亿元;香港政府出资67.5亿元,澳门政府出资19.8亿元。资金以外部分由项目法人,即大桥管理局依据内地适用法律通过银行贷款解决。

 

2016年9月27日,港珠澳大桥主体桥梁工程贯通。图为连接隧道和桥梁的人工岛

 

岛隧工程:一个疯狂的想法

从西人工岛开始,港珠澳大桥进入海底隧道段。如果拉开一些距离看,就好像车辆在行驶过程中从海平面上消失了。中交港珠澳大桥岛隧工程I工区常务副经理孟凡利形容“从技术难度和施工难度上来说,整个大桥的核心部位是岛隧,岛隧的核心是隧道,隧道的核心是最终接头。”

 

由中国交通建设股份有限公司联合体承建的岛隧工程是大桥工程的施工控制性工程,由沉管隧道、东西人工岛三大部分组成。沉管隧道长达6700米,海底沉管段长达5664m,由33节管节和1个“最终接头”组成,标准管节长度180m,重约8万吨,最大作业水深46m。

 

为何要使用岛隧设计?伶仃洋海域靠近香港方向有一条伶仃洋航道,是大型运输船只在这片海域通行的唯一通道,每天有4000多艘船只穿行。为了满足未来30万吨的巨轮通行,必须修建桥面高度超过80米、桥塔高度达到200米的超级大桥,但周围的香港机场并不允许有超过88米的建筑物矗立在其飞行航线上,驾驶在80米高的桥面显然也不是舒适的体验。此外,伶仃洋是一个典型的弱洋流海域,每年从珠江口夹杂着大量的泥沙涌入海洋。大桥桥墩就像一个阻挡泥沙的篱笆,超过10%的阻水率,泥沙就可能被阻挡沉积,从而阻塞航道,使伶仃洋变成一片冲积平原。

 

疯狂的想法被工程师们提出来——放弃在海面上修建桥梁,而在海面以下修建一座超长的隧道,并修建人工岛将桥梁与隧道连接。“修建海底隧道把主航道预留出来,为广州港、深圳港预留了未来的发展空间,同时也能保证香港机场的飞机起降。”港珠澳大桥管理局工程总监张劲文认为,港珠澳大桥工程很大一个特点是在各方的需求上找到了平衡点。

 

2016年6月29日,随着最后一个中跨钢箱梁进入江海直达船航道桥合龙口,港珠澳大桥主体桥梁宣告成功合龙

 

最终接头:深海穿针式工艺

2013年5月2日,第一根沉管(E1)开始安装。首节沉管从位于桂山牛头岛的沉管预制厂出坞,在8艘大马力拖轮和两艘量身定制的安装船的拖运下开始浮运,3日凌晨,沉管顺利运抵西人工岛岛头。5月6日,E1沉管安装成功,完成“深海初吻”。7月30日,首个标准管节(E3)浮运安装圆满成功,管节安装走向深海。之后4年,30节沉管陆续在平均40米深的海底精确对接。今年3月7日,海底隧道最后一节沉管(E30)安装取得成功,33节世界最大体量沉管全部安装完毕。

 

沉管安装过程中,遇到过很多难点。在E11-E15沉管安装前夕,考虑到管节位置处于伶仃主航道区,水深接近50米,最大槽深超过35米,深槽的水流变化,加上台风、洪汛、通航等多重因素,加大了沉管的安装难度和风险。为此,建设团队专门展开深水深槽区沉管施工技术攻关。E15沉管安装更是历经156天,“三次浮运、两次回拖”,终于攻克回淤难题成功安装。今年3月7日,港珠澳大桥海底隧道最后一节沉管(E30)安装取得成功。紧接着,是决定港珠澳大桥成败的关键工程——沉管隧道最终接头。

 

最终接头有如深海穿针。“振华30”吊起重达6000吨的“最终接头”,在近30米深海里,穿过仅15厘米多余空隙,实现与东西两端沉管的成功对接。伴随“最终接头”的起吊、旋转、落水、顶推,他一整天处于激动和紧张之中。“我自己感觉最紧张、最扣人心弦的时刻,是对接这一时点。尺寸是预留好的,对接过程中不能有一点误差,如果有误差就不能实现最初的设计构想,就很危险。”5月2日,港珠澳大桥沉管隧道“最终接头”成功安装。

 

“一个昼夜的不眠不休,连续17个小时的海上作业,最终接头精准着床,安装精度控制在一段是0.8mm,另一端是2.6mm。”《圆梦工程》这样描述。“安装成功后,荷兰隧道管理协会给我们发来一封贺信,感叹我们中交采用的工艺将改变世界隧道建筑最终接头的施工工艺。”谢臣伟告诉澎湃新闻。

 

2017年8月13日《视觉中国》,港珠澳大桥

 

地标性建筑:工程建设好只是第一步

建造之初,港珠澳大桥建设者就提出了“建设世界级跨海通道,为用户提供优质服务,成为地标性建筑”的目标。“到今天为止,我们竭尽所能在建设期达到了这个目标。但工程建设好只是第一步,未来的营运维护还要做相当多的工作。”张劲文说。

 

如何确保港珠澳大桥工程质量?

张劲文说,在施工前,大桥管理局对项目质量管理做了系统规划,“当时确定了一个核心,要借鉴汽车制造业工业的制造方式,来做土木工程。基于此我们有一整套质量管理体系的文件,建设过程中的大型化、工厂化、标准化、装配化、信息化等都是保障措施。”

 

大桥的修建不仅借鉴了本行业先进经验,还汲取了其他行业好的做法,例如制造业的质量管理,石化行业的安全环保、职业健康管理,核电行业的信息管理等。“大桥主体工程从设计到建造都达到了世界级水平,我们对桥的质量非常有信心。”张劲文认为,“项目能达到今天的水平,与我国以前的桥梁项目分不开,与各个行业的优秀成果、也与整个国家的综合实力紧密相关。”

 

《圆梦工程》介绍,这个超级工程堪称世界桥梁建筑史上的巅峰之作。凝结着过去数十年中国桥梁设计施工、材料研、发工程装备等各项成果,这是一次中国实力的集中展示。完成这座建设条件复杂、建设标准要求高、技术覆盖面广、设计专业多的世界级交通集群项目,确实象征中国由桥梁大国迈向了桥梁强国。但应对工程技术和海上安全的挑战只是港珠澳大桥建设面临的一部分考验。

 

粤港澳三地共建项目带来的建设管理上的挑战,也需要各方的协调解决。三地在建设理念上存在一定差异,设计技术规范要求及设计习惯也不完全一致。据张劲文介绍,在前期准备时,大桥管理人员花了很多时间研究三地的理念和标准,最终制定了三份文件:“港珠澳大桥项目管理规划大纲”规定了项目以何种方式进行,“港珠澳大桥主体工程项目管理制度”规定了按何种制度流程管理主体工程,“港珠澳大桥主体工程专用标准”则囊括了设计标准、施工标准、验评标准、营运维护标准。三份文件都得到了三地政府的认可。

 

“这五年,中国桥、中国路、中国车、中国钢、中国网,一个个奇迹般工程正在托举起中华民族伟大复兴的中国梦。”《圆梦工程》如是形容。港珠澳大桥这个奇迹般工程,正是由数万名工程师与工人共同创造。

 

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