虎門大橋
虎門大橋東起虎門威遠(yuǎn)、西接南沙,飛架在珠江口之上,是中國第一座大型懸索橋。它是廣東省十大地標(biāo)之一,是獻(xiàn)禮香港回歸的實際工程,線路全長約16公里,建成之際被稱為“世界剛構(gòu)第一橋”。
虎門大橋工程體現(xiàn)了中國橋梁建設(shè)者“敢為天下先”“苦干巧干”的自強(qiáng)精神。大橋建設(shè)初期,一方面,因橋址位于中國鴉片戰(zhàn)爭古戰(zhàn)場,清末時期英軍曾在虎門威遠(yuǎn)炮臺打開中國南大門入侵,所以中國方面堅持自主建橋、反對外方主導(dǎo)建設(shè);另一方面,外方限制大跨度懸索橋關(guān)鍵技術(shù),并斷言中國工程師不可能在珠江口上建造大型橋梁。最終,中國建設(shè)者在5年時間里自行設(shè)計建造成第一座特大型大跨度鋼箱梁懸索橋,而同時期國外同類橋梁的建設(shè)時間至少需要7年。
1992年5月27日,虎門大橋開工奠基儀式舉行,同年10月28日,正式動工建設(shè)。大橋于1997年6月正式通車,1999年4月通過竣工驗收。全路段設(shè)有23座大小橋梁(包含3座特大橋)、3座隧道、2座大型互通立交橋和一個大型收費站,配有齊全的監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通信及供電系統(tǒng)。
虎門大橋東起珠江東岸的虎門鎮(zhèn)威遠(yuǎn)山,為解決運力不足的問題而修建,向西依次經(jīng)過大石嚇山谷、珠江干流上的虎門水道、上橫檔島和蒲州水道,止于珠江西岸廣州市南沙街道南北臺。它是連接珠江東、西兩岸,廣東省東、西翼的重要交通樞紐,是貫穿深圳、珠海、香港、澳門的咽喉。它的建成可使東莞、深圳及粵東地區(qū)到珠海、中山江門粵西地區(qū)的交通無須繞道,行車?yán)锍炭s短120多公里,對廣東省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和珠江三角洲的騰飛有著十分重要的意義。
設(shè)計師以“長虹臥波”“牽手兩岸”的意象構(gòu)思,讓虎門大橋與威遠(yuǎn)炮臺遙相呼應(yīng),成為一座具有旅游價值的、集多處橋隧為一體的群體工程。它的主橋長4.6公里,引道長11.16公里,橋面為雙向六車道,每車道寬3.75米,設(shè)計車速為120公里/小時,橋面縱坡不超過3%,晝夜通車量為12萬車次。
虎門大橋主橋是建筑工程的重點,有大量的技術(shù)難題需要解決。其中,懸索橋的東錨碇、東塔、西錨碇、西塔及主跨270米連續(xù)剛構(gòu)橋的兩個主墩“六大件”工程,是控制整個虎門大橋工程的關(guān)鍵。
在建造時期,為了扎實地推進(jìn)橋梁的建設(shè),工程師們突破了一系列難點,創(chuàng)造出一項一項偉大成果:大噸位液壓提升跨纜吊機(jī)的研制、兩塔塔身翻轉(zhuǎn)模板設(shè)計、特大型橋梁施工控制測量技術(shù)等。它們成功地應(yīng)用到施工實踐中,使工程在確保質(zhì)量的前提下,造價明顯降低,進(jìn)度不斷加快。
建成的虎門大橋主橋由東西引橋、主航道橋、中引橋和輔航道橋共同組成。其中,東引橋有3跨、每跨70米;主航道橋單跨888米,為鋼箱梁懸索橋,跨徑居國內(nèi)第二位;中引橋有14跨、每跨50米;輔航道橋兩側(cè)跨徑均為150米,中間跨徑270米;西引橋東段有16跨、每跨50米,西段有15跨、每跨30米。不同橋段的纜繩索股數(shù)、橋面瀝青混凝土厚度、索塔塔樁大小等,都是經(jīng)過設(shè)計者實地考察、多次分析論證后得到的,能夠充分滿足大橋的使用需求。
在懸索橋上部工程設(shè)計當(dāng)中,虎門大橋主纜采用預(yù)制平行索股制作和架設(shè),每束索股由多個平行鍍鋅高強(qiáng)鋼絲排列成正六邊形組成。主纜與加勁梁之間采用平行豎直吊索相聯(lián)系,每個吊點由4根鋼絲繩組成。吊索與主纜之間的連接方式為背騎式,配以馬鞍形索架。除了這些奇巧構(gòu)造,為了使大橋減少鑄件重量、增加耐腐蝕性,設(shè)計者在細(xì)節(jié)上可謂是精益求精,譬如,大橋采用的鑄焊組合形式的索鞍就在重量上彰顯了優(yōu)勢。懸索橋的下部工程也是“六大件”的重點。東西索塔由兩側(cè)塔柱及其之間的三道系梁組成,受不同地質(zhì)條件影響,分別采用群樁基礎(chǔ)和分離式擴(kuò)大基礎(chǔ)。東西錨碇則均為重力式,由散索鞍墩、后錨塊、錨室組成。
此外,作為引道部分的太平高架橋、大石嚇高架橋、威遠(yuǎn)高架橋、深灣高架橋、東引橋、中引橋以及西引橋均為連續(xù)剛構(gòu)梁式橋。它們也在整體工程中發(fā)揮著重要作用,一同助力了珠江口東西兩岸的交通和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
虎門大橋的建成,標(biāo)志著當(dāng)時中國國內(nèi)規(guī)模最大的公路橋梁誕生,同時它也是中國首座加勁鋼箱梁懸索結(jié)構(gòu)橋梁。在20世紀(jì)90年代,它主跨長度居中國同類橋梁中的第一位,副跨長度居世界同類橋梁中的第一位。
大橋配有齊全的監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。
在媒體的評述中,虎門大橋是支撐珠三角經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、改寫粵港澳三地“一水隔天涯”格局的存在?!八I(lǐng)了中國橋梁建造史上的技術(shù)創(chuàng)新,擁有18項中國國內(nèi)或國際先進(jìn)水平工程技術(shù)和工藝,標(biāo)志著20世紀(jì)中國橋梁建設(shè)的最高成就?;㈤T大橋的建設(shè),為后來建造廈門海滄大橋、江蘇江陰大橋、潤揚大橋等大跨徑懸索橋提供了許多技術(shù)經(jīng)驗?!?/p>
在中國國內(nèi)的大跨徑現(xiàn)代懸索橋技術(shù)處于空白之際,建起這樣一座大橋十分不易。沒有現(xiàn)成的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范,諸如懸索橋的設(shè)計、抗風(fēng)穩(wěn)定、大型鑄件的制造、大型施工專用設(shè)備等問題都需要靠中國團(tuán)隊自己解決。雖然中國早期曾有大跨連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計施工經(jīng)驗,但面對虎門大橋的更大跨徑,還需解決設(shè)計中結(jié)構(gòu)輕型化帶來的多項關(guān)鍵技術(shù)。不僅如此,考慮到珠江獅子洋河道是中國華南地區(qū)最大的國際航道,虎門大橋建設(shè)期間和建成運營均要解決萬噸級輪船的安全通航問題。而受地理、水質(zhì)環(huán)境影響,大橋的防腐蝕、溫度適應(yīng)性要求也極高。
千難萬難,中國建筑工程師們都頂住了壓力。他們在國內(nèi)首次開發(fā)出一套完整的現(xiàn)代懸索橋結(jié)構(gòu)分析程序,建立系統(tǒng)而完整的懸索橋上部構(gòu)造施工監(jiān)測與控制技術(shù);在國內(nèi)率先采用扁平鋼箱梁節(jié)段間全焊接的結(jié)構(gòu)形式,解決了在箱梁吊裝情況下的焊縫間隙調(diào)整工藝和焊接技術(shù);在國內(nèi)首次成功設(shè)計、制作、架設(shè)了每股127絲的大型預(yù)制索股及大型鑄焊組合型主、散索鞍;首次在中國橋梁基礎(chǔ)中采用地下連續(xù)墻防水技術(shù),解決了懸索橋西塔基礎(chǔ)巖面嚴(yán)重不平的技術(shù)難題……
多項國內(nèi)首創(chuàng)成為虎門大橋建造工程的驕傲,多個國家及省部級榮譽(yù)接踵而來。與虎門大橋工程相關(guān)的技術(shù)、理論和科技著作也為世界橋梁事業(yè)的發(fā)展注入一針強(qiáng)心劑。