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港珠澳大桥建设都攻克了哪些世界性难题?

2023-12-19 编辑:运营部

  “搭积木”模式,拼装抗风、抗震高强度桥梁


  2014年1月19日,港珠澳大桥首跨钢箱梁在深海区架设成功。“驯服”这个长132.6米、宽33.1米、重2815吨的庞然大物,标志着港珠澳大桥主体工程建设取得了又一个阶段性突破。


  海上埋置式承台施工是桥梁部分工程的亮点,188个桥梁承台需埋入海床面以下。施工时分别采用了大圆筒方法安装、分离式柔性止水和双壁钢围堰三种不同方案,解决桥梁埋置式承台施工难题,实现了装配化施工。


  考虑到环保需求,施工单位采取工厂化生产、机械化装配的模式,像搭积木一样建桥,颠覆了以往的桥梁建筑方式,也为我国培养了一批工匠式的职业工人,同时把构件作为产品生产,也保障了大桥的质量和耐久性。桥梁上部结构大规模采用钢箱梁,打造了全新的自动化生产线、智能化的板单元组装和焊接机器人焊接专用机床,提升了我国大型钢结构制造工艺水平,推动了行业技术进步。


  港珠澳大桥建设过程中,离不开桥面吊装作业,其吊装施工中所用的高性能吊装缆绳,是国内某公司和研究院耗时10多年才研发成功的。这种缆绳虽然只有头发的十分之一粗,但做成缆绳后比钢索强度还高,而且非常柔软,以质量轻、强度高、耐腐蚀等特点,广泛应用于国防、军工及民用领域。


  港珠澳大桥具备抵抗8级地震能力,与其安装的橡胶隔震支座密切相关。其中最为关键的技术就是位于桥梁支座中间的高阻尼橡胶。该支座在试验中可吸收、消耗40%以上的振动能量,承载力约3000吨。


  港珠澳地区,每年都会遇到台风,桥梁的安全监测至关重要。在进行港珠澳大桥的设计时,除了采用更好的建设技术保证桥梁建设质量及运行安全外,强大的传感检测器也必不可少。港珠澳大桥上有液压测力传感器、力矩传感器、重力传感器等数千种传感器,共同构成了一套高精密感知系统,对隧道内的风速、温度、湿度、压力、气压差,以及二氧化碳、氮氧化物和微颗粒的浓度等参数进行实时监测,实现对桥梁“健康状况”的精准判断。


  智能化设计,三地车牌平均识别时间只需0.3秒


  港珠澳大桥交通工程,包括收费、通信、监控、照明等12个子系统,也取得了多项突破性科研成果。


  在港珠澳大桥通行的车辆,不仅有统一格式车牌的大陆车,还有车牌格式多样的香港和澳门地区车辆。大陆和香港实行不同的过路收费模式,而在桥上混跑的三地车辆又必须一次快速完成计费。不同收费模式的软件和代码区别很大,要使二者兼容,难度可想而知。


  技术攻关团队从软件代码及软件程序着手攻关,邀请香港的技术专家参与开发。根据实验测试情况不断修改,仅测试版本修改就达到136次,在国际上首创兼容不同制式的收费模式。经过1000余次的模拟测试,车牌平均识别时间缩短到0.3秒。


  在港珠澳大桥管理局的巨大屏幕上,大桥任意监控点的实时视频随时显现。只要轻点鼠标,屏幕上就能显示出三维立体画面。如果某个点位发生事故灾害,视频监控可随时捕捉,信息传递到监控终端,警报在几秒钟内就会响起。


  在港珠澳大桥上的青州航道桥上,巨大的“中国结”巍然屹立,这附近的一处桥面,是用长约1.7米、与大桥等宽的折叠式材料铺设的。受大风、温度和载重等多种因素影响,大桥会发生一定位移,需要每隔一段距离设置伸缩缝,各种电缆在通过桥梁伸缩缝处时,会承受较大的张力,容易造成金属护套断裂与绝缘损坏,使大桥的通信与照明陷入故障。


  为使电缆能够自由伸缩,项目部联合相关设计院和厂家,共同研究破解难题。历经5个月的安装调试和近一年的运行观测,应用于港珠澳大桥的4种伸缩量、7种安装形式的74套电缆伸缩装置,全部满足设计要求,还能满足电缆弯曲半径、设备抗震要求,在国内外同类型产品中处于较高水平,填补了国内长大桥梁电缆相关技术空白。


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