公元2009年12月25日,在世界橋梁建設(shè)史上注定是一個(gè)不平凡的日子。中國歷史上迄今為止跨海距離最長、投資額度最大、技術(shù)難度最為復(fù)雜的跨海橋梁工程—港珠澳大橋于今日正式拉開了建設(shè)序幕。這是一座一橋接三地的巨大跨海工程,它橫跨珠江入海口零丁洋海域,將香港、珠海、澳門三地給緊密地聯(lián)系起來,大橋建成后,都將會(huì)給各地帶來無窮意義,無論是更多資源的獲取還是轉(zhuǎn)型發(fā)展的成功,更或者說它可以給一個(gè)新興的沿海城市提供一個(gè)巨大的發(fā)展機(jī)會(huì)。這一切聽起來簡直太美好了… 超長的跨海距離、超深的海水深度、超過200㎞每小時(shí)的超級(jí)臺(tái)風(fēng)、快速的洋流沖擊,高大的海浪沖刷,以及海水對(duì)鋼材的侵蝕。要滿足30萬噸郵輪通航標(biāo)準(zhǔn)就必須有一座80m高數(shù)百米寬的橋洞,而巨大的施工內(nèi)容對(duì)海洋的生態(tài)環(huán)境幾乎是毀滅性的打擊,要滿足120年使用壽命,還要讓阻水率小于10%。 鋼橋塔與鋼箱梁結(jié)構(gòu)為主要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),熱帶地區(qū)的季節(jié)與晝夜溫差產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形又該如何把控?它的設(shè)計(jì)建造難度遠(yuǎn)超世界已建成的任何同類型橋梁工程,作為這樣一座有建設(shè)意義的跨海橋梁工程如何去設(shè)計(jì)建造才能把這種意義將其從結(jié)構(gòu)上來體現(xiàn)出來?世界最長海底沉管隧道建設(shè)又將面臨何種窘境?這一切一切的難題是如何被我們中國工程師給一一攻克?橋梁夢想家就帶著已知與未知以及自己淺薄閱歷與您一起探索這個(gè)艱辛過程。 每當(dāng)看超級(jí)工程紀(jì)錄—港珠澳大橋之時(shí),剛開始提出的那些建設(shè)問題似乎我們感覺是非常矛盾的。這是一座存在于諸多矛盾性環(huán)境因素之下的大橋。既要30萬噸郵輪通航,橋塔高度又不能超過200m 從而威脅到香港國際機(jī)場的航班安全,120年設(shè)計(jì)使用壽命又不能把橋墩基礎(chǔ)做的寬大從而能夠有更好的抗震效能。中國建設(shè)者決然接收挑戰(zhàn),高阻尼橡膠支座應(yīng)孕而生,預(yù)制橋墩與基礎(chǔ)相交與于海平面以下又控制了10%的苛刻阻水率。大橋要在零丁洋航道之下建設(shè)一條世界上最長最先進(jìn)最重的6.75㎞半剛性沉管海底隧道… 從一開始的提出就是一個(gè)難題。珠江入??跊]有一座人工島可以作為連接兩端沉管隧道的接點(diǎn),挖泥填海筑島又會(huì)給自然生態(tài)環(huán)境帶來難以挽回的破壞。珠江白鰭豚的生存面臨威脅。 中國工程師們創(chuàng)意性地提出了圓鋼筒快速成島的壯舉,并將其在上海長興島的中國最大鋼結(jié)構(gòu)制造基地—振華重工制造出來。120個(gè)20層樓高籃球場直徑550噸重的圓鋼筒在8個(gè)月內(nèi)全部制造完成并運(yùn)抵零丁洋施工海域。世界上最大的震錘把設(shè)計(jì)師的構(gòu)思變?yōu)閷?shí)際,同時(shí)他我將工程師們最為頭疼的問題得以兩全其美德解決。該方案充分體現(xiàn)了港珠澳大橋著重重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的考慮研究, 而對(duì)于工程造價(jià)方面,它也避免了與三座胡夫金字塔同體 大橋沉管隧道段至今仍未全部沉放完畢,每月一次的沉放機(jī)會(huì)工程師們?nèi)匀辉跔幏謯Z秒地把握。談起沉管隧道方案之初,令我莫名的心酸,而又激動(dòng)! 此話何解?在港珠澳大橋敲定沉管隧道方案之際,因國內(nèi)尚未有該類型工程先例,團(tuán)隊(duì)請(qǐng)來了德國歐雷松德海峽大橋沉管隧道鋼模板設(shè)計(jì)生產(chǎn)方,德方帶來了為港珠澳大橋量身定做的方案圖紙,然而天價(jià)費(fèi)用大大超出大橋建設(shè)成本。怎么辦?還能怎么辦!武漢長江隧道之信心再次體現(xiàn)到港珠澳大橋建設(shè)者們的身上。自行研究設(shè)計(jì)制造,這就是中國工程師們的雄心!與圓鋼筒一樣,單個(gè)隧道太長太重,單個(gè)一次性完成無法滿足精度要求,說的明白一點(diǎn),就是無法制造,整體單元模塊化分解設(shè)計(jì)制造方案解決了這個(gè)難題,世界上最長的半剛性海底沉管隧道就這樣最終敲定! 有些東西是我們?nèi)庋劭梢钥吹玫降耐{存在。 在看不到的地方,這些威脅并不是不復(fù)存在!零丁洋腐蝕性洋流海域要修建鋼筋混凝土橋墩基礎(chǔ),氯離子長期與鋼材接觸會(huì)導(dǎo)致鋼材發(fā)生膨脹的化學(xué)反應(yīng), 日積月累之下混凝土便會(huì)因?yàn)檫@種膨脹而產(chǎn)生裂縫威脅結(jié)構(gòu)的安全,本人認(rèn)為(解決方案:1.在在混凝土中加入定量的粉煤灰等超細(xì)級(jí)料填補(bǔ)骨料之間的空隙,從而讓海水無法滲透至混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部侵蝕鋼筋, 2.化學(xué)添加劑的配合使用 —阻蝕劑)港珠澳大橋并未對(duì)該方案解決有所透露,僅為個(gè)人猜想法。 看不到的威脅不止于此, 零丁洋緊靠中國熱帶地區(qū)的地理界限,也可以說他就是一個(gè)熱帶地區(qū)。晝夜溫差的極度變化與汽車荷載對(duì)橋梁不同部位產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)負(fù)荷都有可能使鋼箱梁橋面產(chǎn)生較大的變形, 這是一個(gè)無法避免的問題,鋼材中的鐵離子在高溫下會(huì)進(jìn)行分散運(yùn)動(dòng)從而致使鋼材發(fā)生膨脹的化學(xué)反應(yīng)。低溫下恰恰反之,它會(huì)進(jìn)行收縮運(yùn)動(dòng),眾多人會(huì)認(rèn)為伸縮縫是解決這個(gè)問題的唯一途徑, 個(gè)人認(rèn)為, 如果將橋跨結(jié)構(gòu)的鋼箱梁關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)為鋼混疊合梁或者填芯混凝土鋼箱梁的話會(huì)使這樣的熱脹冷縮現(xiàn)象變小,通過實(shí)驗(yàn)確定一個(gè)固定伸長值(設(shè):計(jì)算出2℃之下溫差變化的鋼結(jié)構(gòu)伸縮量)再將當(dāng)?shù)貧v史最大紀(jì)錄給放大帶進(jìn)去。將鋼箱梁橋面板進(jìn)行特殊設(shè)計(jì),使鋼結(jié)構(gòu)變形作用力僅存在于橋面板以下,而橋面板僅會(huì)受到一小部分作用力的影響,將其伸縮處使用微膨脹混凝土填充,設(shè)計(jì)為無縫伸縮縫?;炷链娌糠咒摻Y(jié)構(gòu),還會(huì)剩下一大筆鋼材使用量呢。畢竟money是很重要的一個(gè)內(nèi)容。 港珠澳大橋時(shí)至今日扔在一天一天地成長著,作為如此有意義的一項(xiàng)超級(jí)工程,在通航航道橋的設(shè)計(jì)建設(shè)方面依然意義非凡。考慮到白鰭豚保護(hù)體現(xiàn)作用,港珠澳大橋的江海直達(dá)航道橋橋塔由三座全鋼結(jié)構(gòu)海豚塔排列而成。在九州航道橋橋塔設(shè)計(jì)方案中,將風(fēng)帆造型帶入其中,是否有帆船酒店的靈感在其中?我們不得而知,但卻能讓人感到這是建設(shè)者們對(duì)未來行駛于大橋上的行車的一種美好祝愿,期望他們每個(gè)個(gè)人都可以安全地?fù)P帆起航!大橋?yàn)槭状问褂脴蛄悍绞竭B接香港珠海澳門三地,如何體現(xiàn)三地的團(tuán)結(jié)和睦合作共贏?中國傳統(tǒng)的“中國結(jié)”橋塔告訴了我們答案,這是一座雙塔三索面鋼箱梁斜拉橋,中國結(jié)也寓意著兩岸三地人民永遠(yuǎn)團(tuán)結(jié)和睦,合作共贏。 這就是中國工程師們的雄心與決心,遇到從未遇到過的,我們可以創(chuàng)新解決,碰到難以克服的技術(shù)難題,我們不畏攻堅(jiān)克難!不懼艱辛、刻苦奮斗、勇于創(chuàng)新、積極實(shí)踐。造就港珠澳大橋的,不僅是數(shù)萬名建設(shè)者與8年時(shí)間和上千億元的投資。它更是一種精神的支持,在建設(shè)者眼里,大橋是他們一生中有幸遇到的超級(jí)工程,必須做好。在兩岸三地居民眼里,他是帶動(dòng)區(qū)域性經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然基礎(chǔ)交通設(shè)施,在對(duì)于國家政治層面來講,它也毅然是三地不同政治文化的大融合與經(jīng)濟(jì)物質(zhì)交流的快捷通道。 港珠澳大橋建設(shè)者中有著從業(yè)數(shù)十載的老前輩,也有剛出學(xué)校大門僅僅數(shù)年的90后,更有著為祖國偉大工程事業(yè)忙碌一生的老者。而作為新一代工學(xué)家的我們又該如何? 中國近代偉大的工學(xué)家詹天佑先生曾經(jīng)說過, 莽莽神州,豈長貧弱?曰富曰強(qiáng),首賴工學(xué)。交通不便,何以利運(yùn)輸?機(jī)械不良,何以精制作? 在今天的我看來,這段話說的并不全面,應(yīng)該再加一句:工學(xué)家無志,何以振興中華?在我的眼里,我們作為中國新一代的工學(xué)家,不僅要有志向,更要有遠(yuǎn)大的志向!我雖只是一名中專生,但我堅(jiān)持了夢想6年,數(shù)百項(xiàng)經(jīng)典工程方案的閱歷,數(shù)百張圖紙的繪制,超過23萬字各類論文的寫作…一直在堅(jiān)持,從未放棄!看來我已經(jīng)深深地愛上了橋梁。 |
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