学校官网

工匠精神 ▏港珠澳大桥

来源: 作者: 点击数: 日期:2019-06-11 字体:

一、珠港澳大桥概要

 

港珠澳大桥(Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge)是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程,位于中国广东省伶仃洋区域内,为珠江三角洲地区环线高速公路南环段。

港珠澳大桥于2009年12月15日动工建设;于2017年7月7日实现主体工程全线贯通;于2018年2月6日完成主体工程验收;于2018年10月24日上午9时开通运营。

港珠澳大桥东起香港国际机场附近的香港口岸人工岛,向西横跨南海伶仃洋后连接珠海和澳门人工岛,止于珠海洪湾立交;桥隧全长55千米,其中主桥29.6千米、香港口岸至珠澳口岸41.6千米;桥面为双向六车道高速公路,设计速度100千米/小时;工程项目总投资额1269亿元。

 

2018年12月1日起,首批粤澳非营运小汽车可免加签通行港珠澳大桥跨境段。

全程55公里的港珠澳大桥,是世界上最长的跨海大桥,也是中国交通史上技术最复杂,建设要求及标准最高的工程之一,被英国《卫报》誉为“新世界七大奇迹”。

二、修建历程

● 前期规划  

港珠澳大桥沉管预制工厂1983年,香港富商胡应湘提出兴建连接香港与珠海的伶仃洋大桥。

1989年,珠海市政府首次公布伶仃洋大桥计划。

1992年,根据中国高速公路网的规划制定,沿海高速公路衔接伶仃洋大桥。

1998年,中国国务院正式批准伶仃洋跨海大桥工程项目。

1999年至2002年期间,伶仃洋大桥工程项目搁置。

2003年,伶仃洋大桥项目被港珠澳大桥项目取代。

2004年,港珠澳大桥前期协调小组成立,全面启动大桥各项建设前期工作。

2005年,港珠澳大桥确定采用Y型线路,大桥连接香港、珠海和澳门三地。

2006年,港珠澳大桥工程项目完成环评。

2007年,港珠澳大桥三地落点位置确定,分别为香港大屿山石散石湾、澳门明珠点和珠海拱北。

2008年,港珠澳大桥工程可行性报告通过专家评审。

2009年,中国国务院批准建设港珠澳大桥。

● 建设过程

2009年12月15日,港珠澳大桥正式开工建设。

2010年8月3日,港珠澳大桥珠澳口岸人工岛填海工程抛石出水。

2011年5月15日,首个大型钢圆筒完成振沉;12月7日,人工岛主体结构完工。

2012年12月16日,港珠澳大桥主桥墩开钻。

2013年5月7日,港珠澳大桥首节沉管在水下对接人工岛端口;6月3日,大桥首个承台墩身整体安装到位;桥梁施工由下部结构转向上部结构进行。

2014年1月19日,港珠澳大桥深海区首跨钢箱梁架设成功;8月19日,大桥岛隧工程第12节海底隧道沉管安装成功,工程建设推进至隧道最深处。

2015年1月8日,港珠澳大桥主体工程青州航道桥主塔成功封顶;2月3日,九州航道桥206号墩上塔柱整体竖转提升完成;8月23日,江海直达船航道桥首座钢索塔完成吊装;9月6日,港珠澳大桥208座海上墩台全部完工;11月22日,九洲航道桥段主体完工。

2016年1月28日,港珠澳大桥珠海连接线横琴北互通至洪湾互通段高速公路建成通车;2月28日,大桥所有桥墩和人工岛主体工程完成;12月28日,港珠澳大桥拱北隧道首层导洞贯通。

2017年3月7日,港珠澳大桥海底隧道最后一节沉管安装成功;12月28日,港珠澳大桥主体工程桥面铺装完成;12月31日,88辆大巴车和工程车开过港珠澳大桥。

2018年1月1日,港珠澳大桥全线亮灯;2月6日,港珠澳大桥主体工程完成交工验收;2月21日,港珠澳大桥边检大楼东停车场采用预约登记的形式开放给外来车辆使用;3月15日,经中国国务院批准,港珠澳大桥澳门口岸管理区正式交付澳门特别行政区使用;9月28日,港珠澳大桥开始进行粤港澳三地联合试运;10月23日,港珠澳大桥开通仪式在广东珠海举行,中国国家主席习近平出席仪式并宣布大桥正式开通;10月24日,港珠澳大桥公路及各口岸正式通车运营。

三、“大桥工匠”

外界特别关注港珠澳大桥,其实就是因为一个字:“难”。工程体量之巨大,建设条件之复杂,是以往世界同类工程所没有遇到的。港珠澳大桥由桥梁,人工岛,隧道三部分组成,其中,岛隧工程师大桥的控制性工程,需要建设两座面积各十万平方米的人工岛和一条6.7公里的海底沉管隧道,实现桥梁与隧道的转换,是大桥建设技术最复杂,建设难度最大的部分,极具挑战性。

港珠澳大桥有三个难点,其中一个难点便是这是一个外海沉管隧道。在港珠澳大桥之前,全中国的沉管隧道工程加起来不到4公里,而且,这是我国第一次在外海环境下建沉管隧道,可以说是从零开始。

面对难以完成的工程,中国工程师再一次发挥了“工匠精神”,建设港珠澳大桥期间,中国工程师们发明了1000多项专利技术,让不可能成为可能。功夫不负苦心人,2017年7月7日,港珠澳大桥主体工程全线贯通,这一刻,每一个建设者的坚守,每一次与家人的分离,每一次团队的合作,都已经凝固成了丰碑。

(一)总工程师林鸣

 

林鸣中国交建总工程师被授予2015年“全国劳动模范”荣誉称号2014年 4月21日荣获“2014年感动交通十大年度人物”称号2018年4月,获得2018年“最美职工”荣誉称号2018年11月,荣获第三届“百名网络正能量榜样”。

林鸣2005年起参与港珠澳大桥前期筹备工作,2012年12月,担任港珠澳大桥岛隧工程项目总工程师。

2007年,林鸣和其他工程师们为了准备这个工程全球去考察当时世界上有两条超过三公里的隧道,一个是欧洲的厄勒海峡隧道,还有一个是韩国釜山的巨加跨海大桥。考察团到釜山去考察时,向接待方提出,能不能到附近去看一看他们的装备,被他们拒绝了。于是考察团只能在离大桥三百米左右的海面上,开船而过仅拍了几张照片。

从釜山回来后,林鸣更加坚定一个决心:港珠澳大桥一定要找到世界上最好的,有外海沉管安装经验的公司来合作。于是,他们找了当时荷兰的一家世界上最好的公司合作,当时人家开了个天价:1.5亿欧元约合15亿人民币。

谈判过程异常艰难,最后一次谈判时,林鸣跟谈判员说,你给他们说一个价,三亿人民币。但是,荷兰人回复我给你们唱首歌,唱首祈祷歌!”面对国外高额技术咨询费用无法在照搬照抄的国外沉管隧道技术,林鸣不得不从零开始自主攻关,带领团队开始挑战外海深埋沉管。

2013年5月1日,在海上连续奋战了整整96个小时,林鸣和团队5天4夜没合眼休息。终于,海底隧道的第一节沉管成功安装——填补了中国外海沉管隧道技术的空白。

然而,第一节的成功并不意味着后面32节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。这是个高风险的事情,林鸣每一次安装,离开房间的时候,他都会回头看看那个房间,因为每一次出发,都可能是最后一次出发。

第二次安装在2015年大年初六,为了准备这次安装,几百个人的团队春节期间一天也没休息,但是当大家再一次出发,现场出现回淤,船队只能再一次回撤。第三次是在第二年的三月份,这次政府给了非常大的支持,“珠江口的采砂企业全部停工。”

总工程师林鸣也历经重重磨难的考验,比如在第八个“孩子”E8沉管安装的关键时刻,林鸣因过度劳累鼻腔大量喷血,四天内进行了两次全麻手术。“工程建设就像走钢丝,每一步都是第一步。”术后没几天林鸣又回到安装船上指挥作战,医生只好跟着上船。

2017年5月2日晚,港珠澳大桥沉管隧道顺利合龙,大家都准备庆功。偏差测量结果16公分,大多数人认为这个偏差于水密工程而言算成功了。但林鸣不答应。

“如果不调整的话,会是自己职业生涯和人生里,一个永远的偏差。”林鸣坚持返工重来,甚至“抓”回已预备搭飞机回家的外方工程师。经过42小时的重新精调,偏差从16公分降到了不到2.5毫米。

(二)卜一之和张清华团队

 

卜一之长期致力于桥梁结构施工控制理论及既有桥梁结构损伤识别与健全性评估理论、现代桥式及桥梁结构设计理论和钢结构与钢-混组合结构等方面的理论与工程实践研究,参与了国内众多重大项目的科研及工程实践。

张清华教授长期致力于高性能钢与组合结构桥梁研究,在超大跨度斜拉桥全过程自适应施工控制理论与方法等相关研究领域取得了重要研究成果,并在港珠澳大桥项目中与卜一之一同带领团队负责关键设计技术研究的工作。

卜一之和张清华教授团队从对结构设计细节进行完善,通过了无数次模型试验,最终发现影响大桥使用寿命的疲劳问题并成功解决。

“通常,一个模型试验是200万次,钢材不出现裂纹,则试验停止。但港珠澳大桥的每个模型,我们平均需要做500万次左右的试验,一直到做裂、做坏为止。”张清华还解释道:“整个研究过程,我们一共做了约20个模型。”记者问:从接到任务,到攻克难题,总共花费多长时间?卜一之的答案是:4年左右。

而在巨大的工作量和时间消耗之外,细节是更加“磨人”的问题。

张清华介绍,模型试验是以2-3赫兹的频率进行——这意味着,试验每秒钟会进行2至3次。这样的试验速度,科研团队成员的眼睛根本不敢离开监测界面哪怕1分钟。“焊缝初始裂纹肉眼不可见,出现裂纹的过程不可逆,加之找出裂纹出现的时间点正是这项研究最重要的工作,所以我们只能24小时不间断地监测。”张清华说。

120年设计使用寿命目标的实现,正是得益于在结构试验基础上,半自动化的生产工艺。“工厂化制造、再到现场拼装,这样的做法,这么大规模,不仅在国内,甚至在全世界也是首屈一指。”卜一之还认真地说:“在经济、政治、社会等意义之外,我认为港珠澳大桥最大的意义,是倒逼产业升级,这将使中国相关产业受益良多。 

(三)孟凡超

 

 

孟凡超是超级工程港珠澳大桥的总设计师。2004年初,孟凡超开始主持港珠澳大桥的可行性研究,于2009年12月完成港珠澳大桥主体工程的初步设计。2011年2月至2012年10月,孟凡超又主持完成了港珠澳大桥深水区桥梁工程施工图设计。港珠澳设计、建设的近15年时间,孟凡超全程参与其中。

孟凡超作为港珠澳大桥的总设计师,非常注重大桥的安全性。他认为:港珠澳大桥不仅仅是桥,更是一个跨海集群工程,由桥、岛、隧三部分组成。通常来讲,桥型可以分为梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥等四种类型。但是港珠澳大桥太长了,单一的桥型无法满足建桥所需的力学结构,也就无法保证大桥的安全性。

  因此,孟凡超及其带领的团队认为:在设计桥型的时候,需要分段考虑。首先,珠江口是一条世界级的战略航道,最繁忙的时候,这里每天有4000多艘轮船在海面上通过。根据预测,未来还会有30万吨级的海船需要通过,那么就要留下足够宽的主航道。其次,港珠澳大桥的桥位所在海域靠近香港机场,每天有1800多架的航班从这里起降,白天每隔一两分钟就有一班,因此,桥不能修得太高。

“综合以上两点,必须启动修建海底隧道,以留够宽阔的海域通航30万吨级海轮,又不至于影响飞机起降,且需要建人工岛把隧道两头连接起来。除此之外,我们把其余主体桥梁工程设计为3座通航孔桥:九洲航道桥、江海直达船航道桥、青州航道桥。这三段通航孔桥都是斜拉桥,按照桥墩之间的距离不同,分别通行5000吨、1万吨、几万吨等不同吨级的轮船。”孟凡超解释道。

说起港珠澳大桥中蕴含的寓意,孟凡超十分自豪:“这座大桥的文化元素主要体现在“风帆”“海豚”“中国结”等三处桥塔上。其中2座“风帆”塔寓意扬帆起航;3座“白海豚”塔取意人与自然和谐共生;2座“中国结”塔因为所处位置靠近香港,所以寓意三地携手共进、永结同心。我最感得意的就是整座大桥因地制宜,与当地的海洋文化、地域文化相得益彰,从而成为伶仃洋上独特的标志性建筑。”

 

参考文献

[1]https://baike.baidu.com/item/%E6%B8%AF%E7%8F%A0%E6%BE%B3%E5%A4%A7%E6%A1%A5/2836012?fr=aladdin

[2] https://baike.baidu.com/item/港珠澳大桥/2836012?fr=aladdin

[3] 百度百科  https://baike.baidu.com/item/卜一之/19969573?fr=aladdin

[4] http://userweb.swjtu.edu.cn/Userweb/swjtuzqh/index.htm

[5] 港珠澳大桥背后不为人知的故事http://www.nbd.com.cn/rss/toutiao/articles/1266962.html

[6] 对话港珠澳大桥总设计师孟凡超:愿将这份荣耀分享给每一位四川人http://www.snxw.com/sy/rdxw/sysnyw/201810/t20181024_386238_detail.html

[7] 世界桥梁史上的奇迹是如何创造的-重庆日报https://epaper.cqrb.cn/html/cqrb/2018-10/24/006/content_216033.htm

责任声明

本文内容来自网络,不代表本馆立场与观点,未经允许不得转载,如有侵权请联系删除