港珠澳大桥:科技托起桥梁界“珠峰”

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发明与创新·大科技
2020年05月27日 02:30

港珠澳大桥关键技术项目再度获拨专项经费

如长龙卧波,又似蛟龙跃海。举世瞩目的港珠澳大桥在2018年元旦前夕全线亮灯,1月4日收费系统正式上线测试。这意味着港珠澳大桥主体工程正式具备通车条件。

岸上预制 海上拼装

没有机器轰鸣,没有水泥飞溅,怎么都不像一个如此浩大的建筑工程应有的“规格”。但全长55公里的港珠澳大桥就是这样,大桥的所有构件,大到隧道沉管、钢桥箱梁,小到逃生门板、污水过滤盖,全是由岸上工厂预制,然后运至海上,像“搭积木”一样拼装在一起。

然而,这些巨型“积木”的搭建并不那么简单。高度达106米、质量超3000吨的钢塔在海上“空中转体90度”,再以高精度安装,国内外建桥史上前所未有;单节标准隧道沉管管节近8万吨,相当于一艘航空母舰,在海底环境对接安放,难度堪比航天器交会对接。

“在十年前,这是难以想象的。”港珠澳大桥管理局总工程师苏权科如此表示。海上组装可以降低海上恶劣气象条件对施工的干扰,降低对生态环境的破坏。岸上预制则令大型成套设备、先进生产工艺有了用武之地。

给大桥装上“超强大脑”

除了整体工程,一些细节上“黑科技”的使用也让这座大桥更加酷炫。

夜晚港珠澳大桥亮起的灯光美轮美奂,殊不知这些灯光的背后是一个功能强大的BIM(建筑信息模型)系统。这是世界上首次将BIM系统应用在高速公路行业。这套系统可以让大桥任意监控点的实时视频随时显现,任何一点发生火灾等事故,监控视频都将随时捕捉,几秒之内就会发出警报。

港珠澳大桥将连接粤港澳三地,通车后内地和港澳的汽车都有可能在桥上通行。而内地和港澳的汽车牌照不同,内地和香港的过路收费模式也不同。为解决在桥上混跑的车辆一次快速完成计费的问题,项目专门首创出兼容不同制式的收费模式,同时,在这套系统下车牌平均识别率达到96.7%,平均识别时间从0.5秒缩短到0.3秒。

由于大风、温度、车辆等多种负荷作用的影响,大桥在使用过程中有可能发生一定程度的位移。因此,港珠澳大桥的桥面上每隔一定距离都需要设置伸缩缝。但电缆在通过桥梁伸缩缝处时,会承受较大的张力,易造成损坏。因此,项目还研发出了一套既能满足桥梁的自身条件,还能满足电缆弯曲半径、设备抗震要求的电缆伸缩装置。

以“120年大计”标准打造

这个超级工程寿命几何?“港珠澳大桥能‘活到120岁。”苏权科说,“它还能抗16级台风、8级地震。”

“120年我们是第一次做。南海含盐量高,腐蚀严重,最开始大家心里打鼓,不知道这事能不能做成。”港珠澳大桥工程耐久性课题负责人王胜年说,我国耐久性技术发展很快,新材料、新工艺方面取得的成果为课题顺利进行奠定了基础。

自2003年起,全国先后有200多家科研单位、上千名科技工作者为这项工程开展了300多项科研攻关。苏权科介绍,与目前国际上已建成的跨海桥隧交通集群工程相比,港珠澳大桥的工程规模和建设难度是最大的,它把“中國标准”带向了世界。(本刊综合)

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