2018年10月23日,連接香港、珠海和澳門三地的港珠澳大橋通車。這座大橋被譽(yù)為工程史上的奇跡,更是中國(guó)跨海大橋中的紀(jì)念碑。它全長(zhǎng)55千米,橫跨風(fēng)高浪急的廣東伶仃洋,需要在120年的使用壽命里抵抗臺(tái)風(fēng)和地震的侵襲,建造困難前無(wú)古人。大橋還有一節(jié)深埋在海底的隧道,由兩座新建的人工小島與大橋連接。整座大橋充滿科技亮點(diǎn)和令人贊嘆的智慧結(jié)晶,在便利交通的同時(shí),也讓中國(guó)橋梁又一次震驚世界。
港珠澳大橋的世界之最
世界最長(zhǎng)跨海大橋
世界施工綜合難度最大跨海大橋
世界最長(zhǎng)、最深海底沉管隧道
世界首創(chuàng)深插鋼圓筒快速建島技術(shù)
大橋很環(huán)保
大橋的施工區(qū)域伶仃洋生存有2000多頭中華白海豚,屬于國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物。為了不打擾這些可愛(ài)的海豚的生活,當(dāng)專門的觀察員在大橋500米內(nèi)發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡,施工就要暫停。此外,挖出的泥沙都必須運(yùn)送到五六十千米外的地方傾倒,盡量減少對(duì)海底環(huán)境的破壞。
大橋如何對(duì)抗“天災(zāi)”
地震
大橋采用一種由多層新型高阻尼橡膠和鋼板交替疊置結(jié)合而成的隔震支座實(shí)現(xiàn)抗震。地震發(fā)生時(shí),隔震支座利用橡膠黏性大、吸收震動(dòng)能量、變形能力強(qiáng)等特點(diǎn),在外力作用下產(chǎn)生一定的變形,吸收地震的能量。
臺(tái)風(fēng)
大橋跨越的伶仃洋一年有三分之二以上的時(shí)間刮強(qiáng)風(fēng),而且還是臺(tái)風(fēng)的重要通道。強(qiáng)風(fēng)不僅會(huì)造成橋面振動(dòng)引起司機(jī)行車不適,還可能破壞橋梁結(jié)構(gòu)。工程師為此給大橋安裝了防風(fēng)屏障,可以使得風(fēng)速衰減70%。
海水
海水中的鹽分會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生侵蝕。為此,大橋都涂抹了防腐涂料。橋面的混凝土也非常厚實(shí),空隙很小,水分不會(huì)下滲侵蝕橋梁的鋼結(jié)構(gòu)。
大橋有段在海里
遠(yuǎn)海人工島和海底沉管隧道是大橋的關(guān)鍵技術(shù),猶如巨龍的點(diǎn)睛之筆,位于大橋靠近香港的一側(cè)。在設(shè)計(jì)之初,設(shè)計(jì)師當(dāng)然考慮的是全程橋梁方案,但是大橋在靠近香港的一側(cè)是重要水上航道,需要滿足30萬(wàn)噸油輪通過(guò),此段橋面的高度需要超過(guò)80米??墒峭扑阆聛?lái),橋塔就要高達(dá)200米,又超過(guò)了附近香港機(jī)場(chǎng)對(duì)周圍建筑物限高88米的要求,因此才有了建設(shè)海底隧道的大膽設(shè)想。要在沒(méi)有陸地的海上把橋和海底隧道連接起來(lái),建設(shè)人工島也就成了唯一選擇。
沉管隧道的安裝步驟
1.清淤船將海底泥沙挖掘清除,再鋪上碎石。
2.巨型起吊裝置將沉管放入海底。沉管的止水帶將阻止?jié)B水。
3.在沉管上填滿沙石,最終隧道位于海面以下40多米,毫不影響船只通航。
隧道體驗(yàn)
隧道內(nèi)有大型風(fēng)機(jī),可以吸入洞外的空氣,也可以排出洞內(nèi)的汽車尾氣。經(jīng)過(guò)通風(fēng)處理,隧道內(nèi)溫度一般維持在26攝氏度左右,涼風(fēng)習(xí)習(xí)。防火板能在1200℃的高溫下,保證沉管的混凝土結(jié)構(gòu)在2小時(shí)內(nèi)不受破壞。如果海底隧道發(fā)生事故,人工島上的救援力量3分鐘內(nèi)就能到達(dá)。如果橋面上發(fā)生事故,也能在5~7分鐘內(nèi)趕到。
大海里怎么建橋墩
大橋的部分橋墩是這樣建造的,先將巨型鋼圓筒插入海底,圍成一圈,再將其中的海水抽干,工人就能進(jìn)入建造橋墩。橋墩建完后,再將圓筒拔出撤走。一些巨型的起重機(jī)需要參與這項(xiàng)工作。
搭橋如同搭積木
橋梁是分成節(jié)段在陸地上的工廠生產(chǎn)的,再用船運(yùn)輸?shù)胶I希源罘e木的形式拼接成橋梁。最長(zhǎng)的一節(jié)長(zhǎng)達(dá)152.6米,寬33.1米,相當(dāng)于12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng)的大小,重達(dá)3600噸。港珠澳大橋在橋梁上部結(jié)構(gòu)的用鋼量超過(guò)42萬(wàn)噸,可用來(lái)修建近60座埃菲爾鐵塔。
小哥白尼·趣味科學(xué)畫報(bào)2019年2期