周華

我們繁衍生息的這個世界，江河縱橫，湖澤星羅棋布，高山深谷，千溝萬壑，這些給人類的生產(chǎn)生活帶來了很多不便。“逢山開路，遇水搭橋”是我們?nèi)祟悗浊陙碓谂c大自然搏斗過程中摸索出來的經(jīng)驗，一座座橋梁就是人類改造自然界留下的絢爛篇章2016年9月，港珠澳大橋主體工程橋梁全線貫通，橋梁以香港大嶼山為起點，跨越珠江口，一端連著珠海。一端連著澳門。這座連接著珠海、香港和澳門三座城市的大橋是世界上最長的跨海橋梁，被人稱為“世界現(xiàn)代七大奇跡”之一。

宏偉的構(gòu)想

珠海位于廣東省珠江口岸。東與世界金融中心香港隔海相望。南與人口密度最大的旅游城市澳門相連。隨著珠三角地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，三地的交通往來日漸頻繁，但是從珠海走陸路到香港要花費4h車程。其實珠海市區(qū)到香港市區(qū)的直線距離只有不到80 km。它們之間橫亙著的便是廣闊的伶仃洋。1000多年前，南宋愛國大臣文天祥曾在伶仃洋寫下詩篇《過伶仃洋》。早在20世紀80年代，人們便沒想能夠建設(shè)一座橫跨伶仃洋的跨海大橋。將珠海和香港連接起來，但是由于施工難度巨大。這一設(shè)想一直未能成型。

伶仃洋海域環(huán)境復(fù)雜，從南海過來的臺風(fēng)常年影響著這里，全年有2/3的時間海面上刮著6級以上大風(fēng)。這里還是世界上海運和空運最繁忙的區(qū)域之一。每天有4000多艘海船、1800多架航班要通過這片海域。如果滿足一些30萬噸級的遠洋巨輪的通行，橋梁需要建幾個超過170 m高度的橋塔，這將影響飛機的起降。

為了不影響這片區(qū)域的交通運輸，工程師提出了一個大膽的想法——建立跨海大橋和海底隧道相互連接的結(jié)構(gòu)。在橋上行駛的汽車在走過一段路程后將進入海底隧道，在海面下行駛的汽車，與水面上的輪船互不影響。最終工程方案確定：大橋結(jié)構(gòu)長度為22.9 km，海底隧道長度為6.7 km，二者之間通過島嶼相互連接。

建造人工島

由于伶仃洋海域周圍沒有天然島嶼，為了將大橋和隧道相連。必須首先在海面上修建人工島。修建人工島是整個港珠澳大橋施工難度僅次于鋪設(shè)海底隧道的工程。工程師在勘探完水下地形后，心頭蒙上了一層陰影。因為在修建人工島區(qū)域的海床上方覆蓋著15m～20m厚的淤泥。這些淤泥表面光滑，如果用傳統(tǒng)的拋石技術(shù)填滿海床制造島嶼，拋落的石塊將難以站穩(wěn)。最終會從淤泥表面滑落。要想建島，必須首先清理淤泥。這片海域的淤泥量達到了8×10m³，這么大的淤泥量和三座146 m高的埃及金字塔體積相當(dāng)。清理工程肯定難以在規(guī)定時間內(nèi)完成。同時。清理這片淤泥也將對這片海域的生態(tài)環(huán)境造成毀滅性的破壞。必須采用其他更好的方法建島。

一個大膽的想法被設(shè)計出來，工程師設(shè)想將一組巨型圓鋼筒固定在海床上，形成一個穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在圓鋼筒圍成的區(qū)域內(nèi)注入泥沙、石塊建島。這個計劃將不用移走天量的淤泥，對海洋環(huán)境的影響最小。

這組圓鋼筒共120個，它們將圍成海底隧道兩端的人工島。每個圓鋼筒的直徑22.5 m。相當(dāng)于一個籃球場大小。高度55 m，重達550 t。120個圓鋼筒全部在上海長興島上制造，每個圓鋼筒由72個部件拼接而成，每一個部件之間的誤差不超過3cm。最終歷時8個月，由12960片共計60 000 t的鐵板拼接成的圓鋼筒制作完成，這相當(dāng)于建造8座埃菲爾鐵塔所耗用的鋼鐵量。

鋪設(shè)海底隧道

修建人工島的難題得以解決，剩下的難題就是怎樣在這6.7 km的海域內(nèi)鋪設(shè)海底隧道。常規(guī)挖掘隧道需要使用盾構(gòu)技術(shù)來完成，盾構(gòu)機屬于一種專門挖掘隧道的工程機械，我國最先進的盾構(gòu)機能夠在15 m深的地下挖掘出直徑15 m的隧道。但是港珠澳大橋的施工環(huán)境難以滿足盾構(gòu)技術(shù)的要求，只有采用沉管隧道技術(shù)。

沉管隧道技術(shù)就是首先利用工程船在海床表面挖出溝槽，再將在地面上預(yù)制好的沉管隧道分節(jié)放到溝槽表面，之后在水下進行無縫對接。港珠澳大橋海底隧道的沉管每節(jié)長180 m、寬33 m、高11 m，重達76 000 t，相當(dāng)于一個中型航空母艦的質(zhì)量。6.7 km的海底隧道就是由33根這樣的沉管拼接而成。最終形成雙向6車道的交通規(guī)模。

每根沉管又被分為8個模塊一一制造。一年時間內(nèi)，33根鋼筋混凝土澆灌而成的沉管被制造山來。但是接下來面對的難題是怎樣將一節(jié)節(jié)沉管無差錯地拼接起來。遠在2000 km之外的大連理工大學(xué)的科研人員用了半年多時間來為拼接沉管的工程進行數(shù)據(jù)采集，這將告訴工程人員用何種方式拼接沉管。他們需要計算出用多粗的鋼纜來起吊沉管，需要模擬各種作業(yè)環(huán)境下可能發(fā)生的狀況。每根沉管的造價高達1億元人民幣，稍有不慎會造成巨額經(jīng)濟損失，甚至人員傷亡。

保護橋梁的特殊設(shè)計

港珠澳大橋橋體埋在海平面以下的部分極易受到海水的腐蝕，普通的鋼筋混凝土在海水中的浸泡時間超過20年，海水中的鹽分就會滲入鋼筋內(nèi)部使鋼筋體積膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂。港珠澳大橋的設(shè)計使用壽命為120年，普通的鋼筋混凝土顯然難以滿足要求。大橋的整個橋體部分都使用的是特殊的高性能鋼筋混凝土，強度能提高數(shù)倍以上。另外，為了抵御可能出現(xiàn)的海嘯、地震等自然災(zāi)害，橋體連接部分使用了高阻尼橡膠，這種特殊的橡膠能夠最大限度吸收振動產(chǎn)生的力量。共振現(xiàn)象是橋梁最大的敵人，經(jīng)過特殊設(shè)計的擋風(fēng)板被安裝在橋面上，經(jīng)試驗?zāi)軌虼蠓葴p少橋梁振動的幅度。采用各種高標準現(xiàn)代化科技建造的港珠澳大橋能夠抵御8級地震和16級臺風(fēng)。

港珠澳大橋是祖國各個地區(qū)、各個領(lǐng)域的專業(yè)性人才精誠通力合作的結(jié)晶，它不僅僅是中國現(xiàn)代化綜合性國力的體現(xiàn)，更展現(xiàn)了中國人敢于迎接挑戰(zhàn)、腳踏實地的精神面貌。

責(zé)任編輯 林洋