港珠澳大橋背后的科技支撐

光明日報記者 王忠耀 吳春燕

一聽到港珠澳大橋即將開通的消息，來自北京寬凳科技的技術(shù)人員躍躍欲試，希望載有高精地圖采集設(shè)備的測繪車早日駛上大橋，讓這項“世紀(jì)工程”盡快出現(xiàn)在他們繪制的國內(nèi)首張高精地圖上。作為我國又一交通工程奇跡，科技與創(chuàng)新的不斷碰撞是這座大橋與生俱來的基因與烙印。

中國制造支起世界之最

港珠澳大橋被英國《衛(wèi)報》譽為“新世界七大奇跡”之一。有人評價，它是交通工程界的“珠穆朗瑪峰”。對于這座目前世界上綜合難度最大的跨海大橋而言，每項榮譽的背后，都是一組組沉甸甸數(shù)據(jù)的支撐。

全長55公里，世界總體跨度最長的跨海大橋；海底隧道長5.6公里，世界上最長的海底公路沉管隧道；海底隧道最深海平面下46米，世界上埋進(jìn)海床最深的沉管隧道；對接海底隧道的每個沉管重約8萬噸，世界最重的沉管；世界首創(chuàng)的深插式鋼圓筒快速成島技術(shù)。

港珠澳大橋。新華社記者梁旭 攝

此外，大橋還囊括了世界首創(chuàng)主動止水的沉管隧道最終接頭、世界首創(chuàng)橋—島—隧集群方案、世界最大尺寸高阻尼橡膠隔震支座、世界最大難度深水無人對接的沉管隧道等多項世界之最。

曾參與指揮建設(shè)東海大橋、杭州灣大橋等工程的老橋梁專家譚國順用“集大成者”來形容港珠澳大橋。他表示，“世界之最”的背后，是港珠澳大橋在建設(shè)管理、工程技術(shù)、施工安全和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域填補諸多“中國空白”乃至“世界空白”，進(jìn)而形成一系列“中國標(biāo)準(zhǔn)”的艱苦努力。

港珠澳大橋打破了國內(nèi)通常的“百年慣例”，制定了120年的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在海洋地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)、工藝無法滿足施工需要的情況下，中國科研人員依靠1986年以來湛江地區(qū)累積形成的海洋水文數(shù)據(jù)攻克了大量技術(shù)難題，并結(jié)合伶仃洋實際，創(chuàng)造性地提出了“港珠澳模型”等一整套具有中國特色、世界水平的海洋防腐抗震技術(shù)措施，最終保障了“120”指標(biāo)的達(dá)成。

“我們采用了當(dāng)前世界上最好的高性能環(huán)氧鋼筋、不銹鋼筋、高性能海工混凝土、合理的結(jié)構(gòu)、工廠化制造等，集目前國內(nèi)國際最好的耐久性技術(shù)，來保證港珠澳大橋達(dá)到120年的使用標(biāo)準(zhǔn)，這在中國也是絕無僅有的?！备壑榘拇髽蚩傇O(shè)計師孟凡超自豪不已。

集成“橋、島、隧”，瞄準(zhǔn)高精尖

早在大橋尚在設(shè)計階段時，就面臨既要保障珠江口伶仃洋主航道繁忙時候超過4000艘輪船的絕對暢通，同時還要保證所在海域附近香港機(jī)場每天1800多架航班的正常起降的“硬門檻”。為了克服這兩點，就得建造海底隧道。而要鏈接大橋與隧道，就不得不建人工島，因此橋、島、隧缺一不可。

“隧道出來出了水面不能直接接到橋，就必須有一個人工島。人工島就是橋搭在人工島上，人工島上再伸到海底去，這樣就是一個橋梁和隧道轉(zhuǎn)化的人工島，由此形成了一個橋島隧組合的方案?！备壑榘拇髽蚬芾砭挚偣こ處熖K權(quán)科回憶，當(dāng)初大橋幾乎是被“逼”成為世界最大規(guī)模的橋島隧集群工程。

“從規(guī)模上來說，這是個巨型化的規(guī)模，世界級的工程，是國際上最大的一個單體跨海交通項目，集橋、島、隧于一體。這是我們過去沒有碰到過的，在國際上也是極罕見的橋島隧一體、或者說多專業(yè)集成的跨海工程?！泵戏渤硎?。

港珠澳大橋全長6.7公里的海底沉管隧道由３３個巨型沉管組成，每節(jié)管道長180米，僅單節(jié)沉管就重達(dá)8萬噸。“島隧工程是我國首條外海沉管隧道，也是世界唯一的深埋隧道。作為一個開創(chuàng)性的工程，施工條件極為復(fù)雜，極具挑戰(zhàn)性，沒有經(jīng)驗可以借鑒?！备壑榘拇髽驆u隧工程總監(jiān)辦總監(jiān)胡昌炳說。

在這種情況下，“深插式鋼圓筒快速成島”這一在世界范圍內(nèi)都屬首創(chuàng)的新技術(shù)被正式提出。根據(jù)設(shè)計，120個巨型鋼筒被直接固定在海床上插入海底，然后在中間填土形成人工島。每個圓鋼筒的直徑22.5米，幾乎和籃球場一樣大。其高度55米，相當(dāng)于18層樓的高度。

另外，大橋深水無人對接的公路沉管隧道同樣堪稱世界最大難度，沉管在海平面以下13米至48米不等的海底無人對接，對接誤差必須控制在2厘米以內(nèi)。

“凝聚著全體建設(shè)者智慧和心血，融入了全體建設(shè)者精神和靈魂的港珠澳大橋未來120年甚至更長時間將屹立于珠江口伶仃洋上，見證粵港澳三地的融合與發(fā)展，見證祖國的強盛?！泵鎸?年多來披荊斬棘、攻堅克難無數(shù)的大橋，港珠澳大橋管理局局長朱永靈深情不已。

整體設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)全部自主研發(fā)

400多項新專利，7項世界之最，整體設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)全部自主研發(fā)，科研創(chuàng)新可謂港珠澳大橋建設(shè)中的題中之義。在這一大國重器的背后，不光有千千萬萬建設(shè)者的汗水，更有不少為其提供強有力科技支撐的團(tuán)隊。

不久前，橫亙在伶仃洋面上的大橋經(jīng)受了強臺風(fēng)“山竹”的考驗，不但主體橋梁、海底隧道、人工島，就連橋面上護(hù)欄、路燈都安然無恙，再次刷新了中國制造的水平。在這一成就的背后，清華大學(xué)土木工程系教授李克非團(tuán)隊對于長期耐久性設(shè)計的攻關(guān)貢獻(xiàn)良多。經(jīng)過一年多時間的反復(fù)論證，李克非和他的團(tuán)隊的設(shè)計成果凝結(jié)為港珠澳工程混凝土構(gòu)件的耐久性質(zhì)量控制指標(biāo)。

2010年，大病初愈的華南理工大學(xué)教授張肖寧收到了港珠澳大橋管理局的委托，受命承擔(dān)港珠澳大橋16公里連續(xù)鋼箱梁和大跨徑鋼箱梁結(jié)構(gòu)橋梁的瀝青鋪裝技術(shù)研究任務(wù)?！颁撓淞簶蛎驿佈b是路面工程中極為特殊的鋪裝類型，是直接提供舒適安全的車輛行駛條件的重要工程，是代表橋梁建設(shè)水平的‘面子’工程?！睆埿幷f。

華南理工大學(xué)派出導(dǎo)師，利用節(jié)假日等休息時間在工程營地報告廳內(nèi)為大橋建設(shè)者上課，在7年多的時間里為大橋島隧工程項目培養(yǎng)了56位工程碩士。

“世紀(jì)工程的完工，超級難題的解決，是千千萬萬的人努力的結(jié)果?！崩羁朔潜硎尽Ｔ诖髽蛟O(shè)計和建造的14年當(dāng)中，共有21家企事業(yè)單位，以及清華大學(xué)、華南理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、西南交通大學(xué)、東南大學(xué)、南京大學(xué)、長安大學(xué)、中山大學(xué)等8所高等院校，在包括水文、氣象、地質(zhì)、地震、測繪、環(huán)境等各方面展開了51項專題研究。

如今，中國的橋梁和高鐵一樣，已經(jīng)成為中國走向世界的一張名片。而隨著這張名片一同遞出的，是我們身為國人的自信心。