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亚星大湾区的桥隧,有航海人的憔悴.

粤港澳大湾区作为世界级的湾区,拥有着发达的海陆空交通系统,联系珠江口东西两岸的桥隧系统是其重要的组成部分。两条"蛟龙”横亘在珠江口上。自北而南分别为深中通道(在建)和港珠澳大桥。

深中通道的建成,将深圳、中山两地通行时间从2小时缩短至20分钟左右;港珠澳大桥则将香港到珠海、澳门的通行时间从3小时缩短至45分钟左右。这两条交通线不仅便利了两岸居民,更增强了大湾区城市的凝聚力,助力大湾区城市群进军世界级湾区。具有极大的战略意义。

港珠澳大桥的清洲航道桥与货船、飞机的合影。图片来源:《中国沿海跨海峡通道建设挑战与技术构想》

然而,这样一条海上天路的建设并不容易。需要综合考虑洋流,海运和航空等因素。作为世界最繁忙的地区,伶仃洋海域每日有超过4000艘船只穿梭往来还要面临30万吨级船只通过的考验。与此同时,珠江口河道狭窄,河流流速快,洋流作用弱,造成了强烈的泥沙淤积作用,而密集的桥墩更会阻碍水流,无疑是雪上加霜。更重要的是大桥的东侧就是香港的大屿山机场,机场限高120米,使得斜拉桥塔不能在此布置。因此,光靠桥梁的组合是不够的,设计们运用了一套叫做“超级组合”的桥隧系统巧妙地化解了这个难题。

港珠澳大桥所用的“超级组合”是由连续梁桥、斜拉桥和海底沉管组成的搭配方式。

港珠澳大桥桥隧组合示意图

在没有船只通过的区域,不同跨度的梁桥顺水蜿蜒前行。承担起连接的使命。

在有船只通航的区域分别设置三座斜拉桥 :九洲航道桥、江海直达船航道桥、青州航道桥。

九洲航道桥

九洲航道桥采用主跨268 m五跨连续斜拉桥。主梁采用钢混组合梁;桥塔采用风帆造型,寓意“扬帆起航”;主墩基础采用行列式布置的嵌岩桩,单墩设22根直径2.2 m的钻孔桩。关键尺寸的数字皆为偶数,比如268米中的”“2+6=8”,22除2.2得十,两个主墩便是十全十美。

江海直达船航道桥

行车到江海航道桥,“白海豚”钢索塔就像一隻跃出海面的海豚。该造型选取中华白海豚元素,与该海域的海洋生态相结合,浑然天成。 塔高约109米,寓意长长久久。

青州航道桥

青州航道桥的桥塔如中国结一般,寓意“三地同心”  。桥梁主跨458米,有四通八达之意。此外,青州航道桥作为港珠澳大桥三座航道桥中最高的一座,成为了港珠澳大桥最显眼的标志。

港珠澳大桥通航邮票,图中桥梁为青州航道桥。

除了以上三座航道桥,位于东面的是2座人工岛和33节沉管。这33节沉管的背后的修建故事说来话长。

港珠澳大桥海底沉管隧道

一般来说,海底隧道的修建方法主要有钻爆法、沉管法、掘进机法和盾构法。而港珠澳大桥采用的是沉管法。设计师们将5.6公里长的海底隧道分成33段沉管,即使这样,每段沉管的重量依旧高达76000吨。工程团队巧妙地运用了海水的浮力,将沉管运输到指定位置,往沉管里灌水下沉,最后再一节一节地拼装安装。

南海北部潮汐类型分布图

这样庞大的工程量,潮水不可能一直配合。伶仃洋海区潮汐复杂,为不规则半日潮,给沉管的铺设带来的极大的不便。仅在海底隧道的施工上就花费了3年多的时间。而这背后,有航海人付出的汗水与泪水。

港珠澳大桥的沉管铺设是我国首次在外海环境下进行沉管施工作业,在此之前全国的海底沉管总里程不超过4公里。工程团队先后前往韩国和荷兰考察,多次遭拒,商谈失败,只能自主攻关。

2013年5月1日,历经96个小时的连续鏖战,海底隧道的第一节沉管安装成功。

然而,第一节的成功并不意味着后面32节的安装都可以简单复制。严苛的外海环境和地质条件,使得施工风险不可预知。

时任港珠澳大桥总工程师的林鸣接受采访时回答

其中最困难的是第15节沉管的安装:先后失败了两次。第一次是在2014年11月17号。那天,他们碰到了恶劣的海况,海浪有一米多高,船员被海浪推到沉管顶上。尽管如此,随行船队还是护送沉管完好无损地回到了坞内。

港珠澳大桥总工程师林鸣在《中国正在说》节目中

第二次安装是在2015年大年初六。为了准备这次安装,随行船队春节期间一天也没休息。但是这一次现场出现回淤,他们只能再一次撤回。

回淤和珠江口挖采沙有关。珠江口采砂公司有七家,两百多艘船,一万多人的就业,为了港珠澳大桥全部停工。

正因为如此,施工队伍的压力很大:才装了15个沉管,还有18个没装。这样下去,这个工程还能完工吗?

在被各种原因耽误了三个月的情况下,整个团队咬紧牙关:那一年原计划安装九节沉管,实际完成了十节的安装。

第28节沉管安装

一百多年来,全世界都没有找到特别好的方法,最后还是中国工程师经过4年的研究和攻关,找到了办法。

2017年5月2日早上,最后一节沉管的安装开始了。按照传统的方法,完成这项安装至少需要8到10个月。但在新方法的指导下,实现贯通仅用了一天!

这一刻,每一个航海人的坚守,每一次他们与家人的分离,每一次团队的合作,都凝固成了丰碑。

有了港珠澳大桥建设提供的独特样本和宝贵经验,深中通道的桥隧建设更加游刃有余。

深中通道桥隧组合示意图

深中通道的桥隧组合借鉴了港珠澳大桥“西桥东隧”的组合模式。同时,深中通道采用了很多新技术和装备。

其中就有智慧海事信息管理中心、两孔一管廊横断面钢壳混凝土结构沉管和超大型沉管船“一航津安”。

智慧海事信息管理中心实现船舶管理可视化、全过程、全天候、轨迹化,让所有过往船舶  “看得见、听得着、叫得动 ”。在“深中办”与管理中心通力合作、密切配合下,深中通道项目建设至今未发生通航安全责任事故。

智慧海事信息管理系统

深中通道每个标准沉管长165米、宽46米、高10.6米,重约6万吨,排水量如同一艘中型航空母舰。其采用的钢壳混凝土结构,在我国尚属首次。”深中通道每节沉管要用1.2万吨钢,相当于搭建1.6个埃菲尔铁塔所使用的钢材量,同时还要浇筑混凝土,技术难度前所未有。

两孔一管廊横断面钢壳混凝土结构沉管

要运输这样前所未有的庞然大物,用来建设港珠澳大桥的沉管船显然有些吃力。中交一航局历时3年打造了一款自主知识产权的大型沉管船——“一航津安1”,“一航津安1”采用双体船型设计,船长190.4米,型宽75米,型深14.7米;由左右两个片体组成,每个片体各配备1台9280千瓦推进发动机,运载8万吨级沉管深水静水航速可达每小时9公里;每个片体有4台侧面发动机,满足动力定位要求,具有航迹追踪及偏移纠偏功能,在无需其它船舶协助的情况下,可严格按照设定宽度进行自航式循迹航行。设计沉管浮运安装效率较传统工艺提升一倍以上,在37米水深条件下,安装对接精度误差控制在5厘米以内。

“一航津安1”在拖船和海巡船的护航下前往铺设海域

在各种先进的技术和装备加持下,在航海人的不断努力下,深中通道将加快建成。届时,珠三角的桥隧群将更好地服务珠江两岸人民,助力粤港澳大湾区成为世界级湾区经济圈。

大湾区的桥隧,有航海人的憔悴,更有每一位劳动者的汗水和努力。在交通强国和海洋强国这条大道的交汇线上,航海人将以崭新的姿态航承祖国的希望!

编辑:海晏