20181023港珠澳大桥通车,基建狂魔引领世界桥梁建设新时代!
10月23日,一则消息轰动世界,举世瞩目的港珠澳大桥正式通车。此前,超级建筑给大家介绍过大桥建设的一些情况,在今天这个喜庆时刻,再给大家深入说说这座无与伦比的超级工程。本文主要从工程技术的角度,介绍下港珠澳大桥桥、岛、隧工程建设的过程和奥秘。让我们一起看一下,超级工程到底有多强?
▲港珠澳大桥高空航拍
一、惊艳世界的超级工程
港珠澳大桥全长55公里,集桥、岛、隧于一身,其中主体工程海中桥隧长35.578公里,有3座斜拉桥,桥体全部采用钢结构,相当于64座埃菲尔铁塔。海底隧道长约6.75公里,是全球最长的公路沉管隧道和全球唯一的深埋沉管隧道。2009年开工建设,参建人数超过万人。
▲港珠澳大桥
港珠澳大桥是连接香港、珠海和澳门的超大型跨海通道,包括海中桥隧主体工程,以及香港、珠海、澳门三地口岸和连接线。
▲港珠澳大桥
港珠澳大桥按时速100公里,双向六车道设计,大桥建成后,往来珠海与香港国际机场时间将由4小时缩减至约30分钟,并将珠三角西部纳入香港3小时车程范围内。珠三角将形成世界瞩目的超级城市群。
▲港珠澳大桥总平面图
港珠澳大桥是中国建设史上历程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁,最高建设标准,抗16级台风、8级地震,设计使用寿命120年,超出目前世界上的跨海大桥普遍的设计使用寿命20年。被业界誉为桥梁界的“珠穆朗玛峰”,被外国工程师感叹工程难度“直逼技术极限”。
▲港珠澳大桥示意图
这项工程开始前,建设团队曾与一家欧洲专业公司洽谈,希望引进技术和经验,该公司开出了15亿元的天价咨询费,终止合作离开时对方连200多万元的前期费用都没有接受。他们断言“中国人没有能力做这件事情”,认为中国一定也像其他国家一样再次请回他们。
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但这最终“成就”了世界级中国造、走中国人自己的海上梦想之路。2004年3月前期工作协调小组办公室成立,到2009年12月15日正式开工建设,港珠澳大桥从设计到建设前后历时14年。中国人自己完成了这项“不可能”完成的任务。
▲2009年12月15日,港珠澳大桥正式动工。珠澳口岸人工岛填海工程开工仪式于当日在珠海情侣南路东延长线一段举行。图为海上作业船抓斗挖出第一斗泥沙。举世瞩目的超级工程正式开工建设。
▲建成后的港珠澳大桥
港珠澳大桥建设的主要里程碑时间:2009年12月15日,港珠澳大桥正式开工建设;2011年5月15日,首个钢圆筒顺利下水;2011年12月7日,十万平人工岛浮出水面;2016年6月2日,“海豚塔”顺利安装;2017年7月7日,港珠澳大桥主体工程贯通;2018年元旦前夜,港珠澳大桥主体工程全线亮灯,大桥具备通车条件;2018年10月23日,港珠澳大桥正式通车。
港珠澳大桥最新航拍
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在大桥的建设过程中,科学家和工程师们创造了400多项新专利、7项世界之最:世界最长跨海大桥(港珠澳大桥全长55公里)、世界最长钢铁大桥(港珠澳大桥有15公里是全钢结构钢箱梁)、世界最长海底隧道(港珠澳大桥海底沉管隧道全长6.7公里)、世界最大沉管隧道(沉管隧道标准管节,每一节长180米,排水量超过75000吨)、世界最精准深海之吻(沉管在海平面以下13米至48米不等的深度进行海底无人对接,对接误差控制在2厘米以内)、世界最深沉管隧道(港珠澳大桥海底隧道最深处在海底48米,而此前世界沉管隧道最深很少超过45米)
二、举世无双的跨海大桥
2012年7月,港珠澳大桥内陆主建的长达23公里的桥梁主体工程正式启动。主体桥梁工程包括3座通航斜拉桥(九洲航道桥、江海直达船航道桥、青州航道桥)及20公里深、浅水区非通航孔桥。
▲港珠澳大桥桥梁工程的用钢量达42.5万吨,约为60座埃菲尔铁塔,是全球首次如此大规模地使用钢箱梁的工程。图为九洲航道桥。
▲起重、超长、超大的港珠澳大桥钢箱梁脱胎、转运、吊运、装船成为全桥施工最大难题之一。图为钢箱梁装船。
▲2013年12月2日,港珠澳大桥CB05标非通航孔桥首片钢混组合梁架设成功。 此次架设的组合梁长85.3米、宽16.3米、中心梁高4.3米、重达1900吨,被安装在非通航孔桥191号墩和192号墩之间。标志着港珠澳大桥施工实现了由下部结构施工向上部结构施工的转化。
▲2014年1月19日,CB03标21号墩和22号墩北侧,港珠澳大桥深海区首跨钢箱梁架设成功,迈出我国外海桥梁建设长大构件吊装重要一步。
▲港珠澳大桥桥墩与桥面之间安装了橡胶隔震支座,长1.77米、宽1.77米,是目前世界上尺寸最大的橡胶隔震支座。当地震、台风等外力来袭,橡胶支座就像打太极一样,“以柔克刚”,有效降低直接袭向建筑物的冲击力。即使遭受16级台风、8级地震或者30万吨巨轮撞击,该桥梁也能安然无恙。
▲2015年1月8日上午,港珠澳大桥主体工程青州航道桥主塔成功封顶。青州航道桥主塔高163米,是港珠澳大桥跨度最大、主塔最高的通航孔桥。
▲2015年2月2日,港珠澳大桥主体工程第一座桥塔——九洲航道桥206号墩上塔柱完成整体提升竖转。
▲2015年8月23日,港珠澳大桥江海直达船航道桥第一座钢索塔——140号墩钢塔成功吊装。 “海豚”造型钢塔高度达105米,相当于35层楼高;吊装总重量约3100吨,相当于1400辆小汽车。类似大型钢塔整体吊装在全球尚属首次。
▲2015年9月6日,港珠澳大桥208座海上墩台全部完工。
▲2016年4月11日,港珠澳大桥青州航道桥全线顺利合龙。
▲2016年6月29日,随着最后一个中跨钢箱梁进入江海直达船航道桥合龙口,港珠澳大桥主体桥梁成功合龙。2016年9月27日,主体桥梁工程贯通。目前,港珠澳大桥正在进行桥面工程,总铺装面积达到70万平方米。
▲2016年9月27日,港珠澳大桥主体桥梁全线贯通。
▲2017年12月31日,88辆大巴车和工程车开过港珠澳大桥,港珠澳大桥基本具备通车条件。
三、刷新纪录的沉管隧道
很多朋友曾经疑问,为什么港珠澳大桥还要建一条海底隧道呢?原因是,港珠澳大桥桥址既处于珠江主航道,又距离靠近香港国际机场,斜拉桥的桥塔建设太高会超过机场附近的空域限高,又必须给珠江口将来的航运发展预留可通行30万吨邮轮的航道,因此只能采用桥岛隧相结合的设计方案,再建设一条海底隧道。
港珠澳大桥海底隧道全长5664米,由33节巨型钢筋混凝土结构的沉管对接安装而成,包括28节直线段沉管和5节曲线段沉管,每个标准管节长180米,最大排水量8万吨,单个标准管节比一艘巨型航母排水量还大。从东西人工岛两端相对安装,最大安装深度超过48米,是世界最长的海底沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道,也是我国第一条外海沉管隧道。
▲这里是世界最大的沉管预制厂,六年里创造了百万方混凝土现浇无裂缝的奇迹。2012年4月29日,港珠澳大桥岛隧工程首节沉管预制启动。2012年10月21日,E1-S1节段浇筑完成,首批沉管成功预制完成。
▲沉管预制
沉管隧道使用了一种抗渗性能很强的混凝土,隧道壁内部的钢筋笼也十分密集,配筋率远超一般的建筑结构。为了避免沉管段之间的缝隙发生漏水,在沉管的节段和节段之间,还设置有一层厚厚的橡胶垫来弥合缝隙。在沉管内部沿纵向设置有许多贯通的预应力钢筋,当预应力钢筋张拉后,它们就像是一束强力橡皮筋,将沉管紧紧地绑扎在一起,不留一丝缝隙。这样,沉管内部与外部就被严格地隔离开来。这也是港珠澳大桥保证沉管隧道滴水不漏的奥秘。
▲沉管浮运安装。2013年7月29日拍摄的港珠澳大桥岛隧工程首节大型沉管浮运安装施工现场。经过近28小时的艰苦奋战,2013年7月30日,岛隧工程首节180米标准管节(E3)顺利完成浮运安装任务,实现了国内首次外海无掩护、深水条件下的大型沉管安装。
▲沉管浮运安装。2017年3月7日最后一节沉管E30安装完毕。此前,E2-29,E31-33都已经陆续安装完毕。
▲港珠澳大桥沉管隧道最终接头安装
港珠澳大桥最终接头是一个巨大的梯形钢筋混凝土结构,顶板长12米,底板长9.6米,宽37.95米,高11.4米,重约6000吨,是国内首个钢壳与混凝土浇筑的“三明治”梯形沉管结构。
▲2017年5月2日,港珠澳大桥沉管隧道最终接头安装成功
港珠澳大桥沉管隧道最终接头安装成功,标志着中国的工程师和建设者们悉数破解了我国第一条外海沉管隧道、世界上最长的公路沉管隧道和唯一深埋沉管隧道的所有难题,顺利登顶交通工程界的“珠穆朗玛峰”。
▲港珠澳大桥沉管隧道最终接头安装
从2013年5月7日至2017年7月2日,在长达4年的沉管隧道回填施工中,回填作业班组创造了33节沉管及最终接头回填总量超过360万立方米的世界记录,相当于3.6万节火车的运输总量。
▲2017年7月7日,港珠澳大桥海底隧道正式贯通。图为施工人员在港珠澳大桥海底隧道最终接头处施工。
▲为保证隧道内行车安全,隧道分左右两个行车洞,中间有1个服务管廊,三者之间各自封密相互独立,互不干扰。空气流通方向按照车流方向由洞顶上的多组大型悬挂式射流风机呈送。
四、创造历史的人工岛
港珠澳大桥采用“海中桥隧”的方案,建设者硬是在伶仃洋中填出了两个巨大的人工岛,西人工岛和东人工岛。西人工岛和东人工岛之间建设海底隧道。沉管隧道的上方海面是深水航道。
▲人工岛设计形状均为蚝贝型,从人工岛挡浪墙外边线计算,东岛岛长约625米,横向最宽处约215米,施工总面积约10万平方米;西岛岛长为625米,最宽处190米,面积9.8万平方米。两岛主体建筑总面积约7万平方米。
▲2011年5月,东西两个人工岛正式开工建设。2011年9月11日,港珠澳大桥岛隧工程西人工岛最后一个钢圆筒振沉成功,西人工岛顺利成岛。2011年12月7日人工岛主体结构工程完工。建设者创造性的采用了“深插钢圆筒快速筑岛成套技术”,并取得成功。
▲深插钢圆筒动画
2011年5月15日第一个钢圆筒从上海运来,至2011年12月21日最后一个钢圆筒完成,建设团队仅用了221天,就将120个巨型钢圆筒围成了两个海上“小长城”,实现了“当年动工当年成岛”的工程奇迹。
▲两个岛总计要制造120个巨型钢桶,每个直径22.5米、几乎和篮球场一样大,高度最高55米、相当于18层楼的高度,重550吨、相当于一架A380“空中客车”。钢圆筒下沉完成后,运砂船向钢圆筒内注砂。
▲钢圆筒封闭后,对封闭的区间进行降水、填砂、打桩等作业,形成人工岛,并开展岛上建设。
▲港珠澳大桥东人工岛主体建筑结构封顶。东人工岛主体建筑自2015年4月13日开始施工,近千名建设者经过八百多个日夜的奋战,终于完成主体结构封顶施工。
▲港珠澳大桥东人工岛主体建筑结构封顶。该岛主体建筑分地下两层和地上四层,建筑总面积逾40000平方米,采用清水混凝土工艺,造型优美,具有很强的艺术美感。
▲建成的人工岛
▲建成的港珠澳大桥
▲建成的港珠澳大桥
历经14年奋战,如今,港珠澳大桥正式通车。举世瞩目的港珠澳大桥是当之无愧的国家工程、国之重器,完成了无数桥梁人的百年夙愿,实现了多个世界之最,创造了人类桥梁建设新的历史丰碑。
极速穿越港珠澳大桥 全程畅通无阻
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仃洋上,烟波浩渺,海天一色,港珠澳大桥如同一条巨龙飞腾在湛蓝的大海之上。这座大桥充分展现出当代中国建设者无往不胜的英雄气概。港珠澳大桥以昂扬的姿态向世界宣布,中国已经从桥梁大国正式成为桥梁强国,并将继续引领世界桥梁建设的新时代......