尖端工程科技打造世界橋梁奇跡
——港珠澳大橋科技攻關(guān)記

尖端工程科技打造世界橋梁奇跡
——港珠澳大橋科技攻關(guān)記

沉管成隧，跨海架梁，全線貫通的港珠澳大橋宛如一條巨龍，橫臥在伶仃洋的碧波之上。通車后，珠海、澳門同香港間的車程將由3小時(shí)縮短至半小時(shí)。

港珠澳大橋集橋、島、隧為一體，全長(zhǎng)55千米，其中海底隧道6.7千米，是中國(guó)乃至當(dāng)今世界規(guī)模最大、標(biāo)準(zhǔn)最高、最具挑戰(zhàn)性的跨海橋梁工程，被譽(yù)為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”。

記者近日隨科技部調(diào)研了解到，港珠澳大橋建設(shè)在關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵裝備、關(guān)鍵材料領(lǐng)域取得全面突破，確保大橋順利建設(shè)的同時(shí)，取得良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

走在港珠澳大橋上，隨處可見衣著整齊的工人，他們進(jìn)行著通車前的收尾工程。沒有機(jī)器轟鳴，沒有水泥飛濺，施工現(xiàn)場(chǎng)平靜而有序。港珠澳大橋管理局總工程師蘇權(quán)科介紹，整個(gè)建造期間，大橋的工地都不像一個(gè)施工場(chǎng)，而更像一個(gè)組裝場(chǎng)。

港珠澳大橋的所有構(gòu)件，大到隧道沉管、鋼橋箱梁，小到逃生門板、污水過濾蓋，全部在岸上工廠預(yù)制，然后運(yùn)至海上，像“搭積木”一樣拼裝在一起。

然而，這些巨型“積木”的搭建并沒有說起來那么簡(jiǎn)單。高度達(dá)106米、重量超3 000噸的鋼塔在海上“空中轉(zhuǎn)體90度”，再以高精度安裝，國(guó)內(nèi)外建橋史上前所未有；單節(jié)標(biāo)準(zhǔn)隧道沉管管節(jié)近8萬噸，相當(dāng)于一艘航空母艦，在海底環(huán)境對(duì)接安放，難度堪比航天器交會(huì)對(duì)接。

“在十年前，這是難以想象的。”蘇權(quán)科表示，大橋的建設(shè)離不開我國(guó)整體裝備水平、科研實(shí)力的全面提升。

海上組裝可以降低海上惡劣氣象條件對(duì)施工的干擾，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。岸上預(yù)制則令大型成套設(shè)備、先進(jìn)生產(chǎn)工藝有了用武之地。

桂山牛頭島的沉管預(yù)制工廠，通過開發(fā)混凝土全斷面澆筑及控裂、8萬噸沉管頂推等成套技術(shù)，創(chuàng)造了100萬立方混凝土澆筑不開裂的紀(jì)錄；鋼箱梁預(yù)制工廠引進(jìn)焊接機(jī)器人，通過自動(dòng)化控制，成倍提升焊接效率的同時(shí)有效保證焊接質(zhì)量。

蘇權(quán)科表示，通過“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化”施工，把粗糙的土木工程變成精密制造、精密安裝，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)的水平。

伶仃洋上航道密集、氣象多變、海底環(huán)境復(fù)雜，施工面臨極大挑戰(zhàn)。為支撐大橋建設(shè)，我國(guó)將港珠澳大橋項(xiàng)目列入“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃，切實(shí)圍繞工程需求開展課題研究。

相比橋梁工程，我國(guó)在沉管隧道建設(shè)方面的技術(shù)儲(chǔ)備和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相對(duì)不足，而在水下近50米建設(shè)深埋沉管隧道，在國(guó)際上也被視為“技術(shù)禁區(qū)”。沉管隧道建設(shè)的技術(shù)研究成為科研攻關(guān)的重中之重。

課題通過研究，揭示了深埋沉管結(jié)構(gòu)體系受力及變形機(jī)理，創(chuàng)新提出“半剛性”沉管新結(jié)構(gòu)，能夠確保深埋沉管隧道工程得以成功實(shí)施并做到不漏水。

與此同時(shí)，課題還形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的外海沉管安裝成套技術(shù)，全面解決了外海浮運(yùn)、沉放、測(cè)控定位、對(duì)接等難題，創(chuàng)造了一年安裝十節(jié)沉管的“中國(guó)速度”。

自2003年前期研究工作開始至今，港珠澳大橋共開展科研專題研究134項(xiàng)，累計(jì)投入近6億元?？蒲谐晒挠绊懸殉鲰?xiàng)目本身，多項(xiàng)工藝與裝備已在其他工程上得到了應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

“更為重要的是，我們形成了一系列建造標(biāo)準(zhǔn)?！碧K權(quán)科表示，隨著我國(guó)橋梁工程“走出去”步伐的加快，這不僅有利于我國(guó)在同外方合作時(shí)爭(zhēng)取工程主動(dòng)權(quán)，更能將相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈帶出國(guó)門。

“我們不想留下遺憾?！边@句話常掛在蘇權(quán)科嘴邊，“港珠澳大橋作為重大國(guó)家工程，理應(yīng)打造成精品工程?！?/p>

港珠澳大橋的建設(shè)者把這一理念切實(shí)落到了行動(dòng)上。

為確保沉管隧道火災(zāi)情況下的人員安全，他們經(jīng)過一年多選址，在福建漳州專門修建了150米長(zhǎng)的足尺沉管隧道實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用三年時(shí)間對(duì)大巴、中巴、小汽車，多次進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)。在世界上首次獲取了火災(zāi)中隧道內(nèi)的溫度、煙霧流速、厚度等第一手?jǐn)?shù)據(jù)，形成了港珠澳大橋沉管隧道防災(zāi)減災(zāi)的成套關(guān)鍵技術(shù)。

為有效保護(hù)施工區(qū)域的國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物中華白海豚，他們組建團(tuán)隊(duì)，300多次出海跟蹤，拍攝30萬多張照片，對(duì)海域內(nèi)1 000多頭白海豚進(jìn)行了標(biāo)識(shí)，并摸清白海豚生活習(xí)性，在施工時(shí)采取針對(duì)性保護(hù)措施。大橋施工期間，未對(duì)一頭白海豚造成傷害，區(qū)域內(nèi)白海豚數(shù)量還有所增加。

對(duì)品質(zhì)的追求甚至不僅限于工程本身。位于港珠澳大橋中段的青州航道橋，其索塔被精心設(shè)計(jì)成了“中國(guó)結(jié)”的造型，盡管這給工程增加了施工技術(shù)難度，但是依然被采用?！案壑榘拇髽虿粌H要密切三地間的物理聯(lián)系，還要加強(qiáng)三地人民的心理團(tuán)結(jié)，‘中國(guó)結(jié)’的寓意美好而深遠(yuǎn)。”蘇權(quán)科說。

新華網(wǎng) 張 泉