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港珠澳大橋:中國橋樑界的“珠穆朗瑪峯” 正向數字化大橋進階|大國工程我來建

由 回秀蘭 發佈於 休閒

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封面新聞記者 張奕丹 楊峯 廣東珠海報道

東經113°58′,北緯22°21′,是珠澳口岸人工島;東經113°96′,北緯22°31′,是香港大嶼山公路。

兩點之間直線距離超過40公里,曾經隔着茫茫大海,遙遙相望。2018年,港珠澳大橋通車,從此情況發生變化。從珠海或澳門駕車出發,抵達對岸不到1小時。

全長55公里的港珠澳大橋,是世界最長的鋼結構跨海大橋,能抗16級颱風,設計使用壽命120年,被譽為橋樑界的“珠穆朗瑪峯”。

為了架起這座連接三地的大橋,中國橋樑建設者們用了15年,創下了眾多橋樑領域的世界之最。如今,港珠澳大橋已通車近4年。總設計師孟凡超認為,大橋已成為全球橋樑的標杆。島隧項目總經理、總工程師林鳴開世界先河,研發首條深埋沉管隧道。在港珠澳大橋管理局黨委副書記、行政總監韋東慶眼中,大橋的故事還在繼續。

總設計師:

近六年觀測氣象數據 能抗伶仃洋上16級颱風

港珠澳大橋總設計師 孟凡超

“大橋是粵港澳一體化、同城化的重要保障條件,沒它不行。”港珠澳大橋總設計師孟凡超是最早介入大橋設計的人員之一。2003年8月,國務院正式批准三地政府開展港珠澳大橋前期工作,2004年初,孟凡超便帶隊展開可行性研究,見證大橋誕生過程中的每一步。

在珠江的阻隔之下,過去從珠海、澳門前往香港,走陸路需要先繞一個大圈子,經過虎門大橋到東莞、深圳,有三四個小時的車程。早在1983年,香港企業家胡應湘就提出了興建連接香港、珠海、澳門大橋的構想,但未能實現。

港珠澳大橋也是“一國兩制”框架下,三地首次共建共管的大型跨海工程。這也意味着大橋的可行性研究,是一項龐大系統工程。作為設計師,他們要在前期綜合考量大橋的路線、橋位、氣象、環境、經濟、法規等方方面面,整個團隊最多的時候達六七百人。

每一個可能影響大橋的因素,都必須得到細緻考量。港珠澳大橋所在的伶仃洋是颱風高發區,颱風多,風力大,能抗颱風是大橋在海里站穩的必備條件之一。

“珠江口地區,平均每年會受到兩到三個颱風的直接或間接影響。”孟凡超介紹,為了應對頻發的颱風,建設前期,工程師們做了大量實地調查。他們在伶仃洋的一些島嶼上設置了氣象觀測站,用於收集橋位區的風參數,“做了大概有五六年的觀測。”廣泛收集氣象數據後,才能確定設計風速。港珠澳大橋的很多抗風性能研究工作,也在成都的西南交通大學風工程試驗研究中心完成。

光是在建設期,港珠澳大橋就經歷了30多次颱風的考驗。2018年9月16日,颱風“山竹”登陸珠海,港珠澳大橋上測到瞬時最大風速為55米/秒。這是大橋開建以來經歷的最強烈的颱風之一,也是通車前的一次大考,大橋順利通過了檢驗。“大橋上有一整套成體系的監測監控系統,颱風來臨時,能記錄風速、大橋的振動等情況。”孟凡超補充。

在孟凡超看來,中國工程師在抗風、防腐等領域已經非常成熟,對他而言,最具挑戰的還是如何設計出一座集結構、藝術、文化於一體的大橋。他認為大橋設計建設達到了預期,“港珠澳大橋已經成了粵港澳大灣區的標誌,中國橋樑的標誌,全球橋樑的標誌”。

島隧項目總工程師:

開世界先河 海底20多米淤泥裏埋沉管隧道

港珠澳大橋主體工程集橋、島、隧於一體,包含九洲、江海和青州三座通航斜拉橋,20公里的非通航孔橋,6.7公里的海底深埋隧道,以及連接橋樑和隧道的東西兩座人工島。這6.7公里的海底深埋隧道,由33節沉管和1個最終接頭對接組成,塑造了港珠澳大橋獨特的景觀,也是大橋誕生過程中最具難度的一環。

青州航道橋  港珠澳大橋管理局供圖

此前,港珠澳大橋島隧項目總經理、總工程師林鳴曾告訴封面新聞記者,為了預留珠江口航道,考慮香港國際機場航線限高和控制珠江阻水率等多方面需求,“沉管隧道成了港珠澳大橋的必然選擇。而且必須‘深埋’在20多米的海底淤泥之下。”

“深埋”是工程難點所在。傳統沉管隧道均為淺埋,適用剛性或者柔性結構。若直接適用這兩種方式,沉管的安全將得不到保障。

這一問題困擾了林鳴和設計師們大半年,整個團隊都非常困惑。直到一個凌晨,林鳴腦海中突然冒出了“半剛性”這一概念,接下來的一個多月裏,團隊加班加點提交了研究報告。概念剛提出時,立刻遭到了國外權威專家的反對。

在質疑聲中,他們又頂着巨大壓力,花費200多天,夜以繼日細化方案、組織模型試驗、邀請國外6家專業研究機構平行開展分析計算,從多個角度證明“半剛性”是從結構上解決沉管深埋的科學方法,世界第一條深埋沉管隧道即將誕生。

2017年5月2日,迎來港珠澳大橋島隧工程的歷史性時刻。在林鳴的指揮下,隧道接頭進行了先後兩次吊裝。“第一次花了十五六個小時,第二次花了四十二小時。”

其實第一次對接就已達標,“滴水不漏”,但林鳴認為還不理想,堅持重新對接了。

“我不能留遺憾,因為我們有這個能力,我們中國現在已經有這個能力,而且我們這個技術可以實現。”林鳴表示。

港珠澳大橋管理局:

安全運維打造“平安大橋” 正研發養護機器人

港珠澳大橋管理局副書記、行政總監韋東慶  

通車近四年,港珠澳大橋連通香港與珠三角西岸,成了許多人在三地間通行的首選。便利的背後,也有着大橋人的持續堅守。2022年9月22日,港珠澳大橋管理局黨委副書記、行政總監韋東慶告訴封面新聞記者,現在他們的工作就是“用好、管好大橋”。

“通車4年來,整個港珠澳大橋運行是非常平穩,非常順暢的。”韋東慶表示,保障大橋安全、提供優質服務是他們現階段的工作重心,“我們的監控、調度、收費和應急救援,讓大橋成為一個平安大橋。”

新冠肺炎疫情發生後,港珠澳大橋也是深圳灣口岸外,唯一正常開放的粵港間陸路通道,也是港澳間正常開放的唯一陸路通道。

韋東慶介紹,他們也在圍繞大橋推進智能化運維技術集成應用項目,探索“數字化大橋”建設。大橋設計使用年限為120年,人工智能等技術的引入,也是為了攻克延長大橋的使用壽命這一難題。他們也正在研發用於養護大橋的無人船、無人機,“有了爬壁機器人以後,我們可能不用爬到橋塔上去作業了。”

“我們經常説大橋是一本厚厚的百科全書,我們現在看到的只是其中精彩的幾章。”韋東慶介紹,大橋建設期留下了近2.5萬卷工程檔案,完整記錄了大橋從無到有誕生的全過程。利用好這些原始素材,繼續挖掘大橋的故事,讓它們完整展現在眾人面前,也是他們現階段的重要工作。

“我們要挖掘它們、提煉它們,用普羅大眾能理解的語言,來對檔案進行解讀,讓檔案活起來。”韋東慶介紹,4月,中國科協發佈2021—2025年第一批全國科普教育基地,港珠澳大橋也位列其中,“這意味着我們要承擔向青少年傳播科學和工匠精神的責任和義務”。

韋東慶認為,大橋的方方面面都能激發孩子們的學習興趣,“不只是工程,也涉及人文、地理、歷史,伶仃洋本身就沉澱了很多我們中國人的情感。港珠澳大橋是一處文化地標,這方面我們還要繼續開拓”。

江海航道橋 港珠澳大橋管理局供圖

對話大橋管理局副書記、行政總監 韋東慶:

大橋精神的核心是“堅守”

封面新聞:通車4年,你們的工作重心有什麼變化?

韋東慶:通車後,大橋的故事還在繼續。我們的重點是圍繞“一體兩翼”的發展戰略展開工作。“一體”是保障大橋安全運維、提供優質服務。“兩翼”包括科技研發和綜合開發。

封面新聞:通車以來,我們有哪些成績和亮點?

韋東慶:科技研發方面,一個是“標準化”工作,讓大橋建設中形成的工藝工法和專利成為行業標準,然後產生溢出效應。另外一個是智能化運維。綜合開發方面,我們首次提出了“工程文創”的概念,運營大橋品牌,包括旅遊和科普研學等。

封面新聞:為什麼要圍繞大橋展開科普工作,現在我們有哪些作品?

韋東慶:港珠澳大橋還有很多不為人知的故事沒有披露出來,我們也想整理出來,展現一個完整的大橋。我們有一本科普讀物,《工程師爸爸寫給孩子的信》,講大橋是怎樣建成的。科普作品能給受眾帶來一些對工程、對科學的求知和渴望,特別是對中小學生,希望港珠澳大橋能讓他們產生一些願望、夢想。

封面新聞:你如何理解大橋精神?

韋東慶:可以從三個層面來説,第一個是理性客觀,尤其關鍵時刻要冷靜審視我們的工程;第二個是敢於擔當,不掉鏈子,出現問題不推諉;再就是無私奉獻,很多大橋建設者都是心無旁騖,做到了極致。大橋建設時間很長,十年磨一劍,在工地上,長年累月無私奉獻的大橋人很多,都是我們可愛可親的夥伴們。最後總結起來,我覺得大橋精神的核心就是堅守,這也是大國工匠的精神。

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