楠木軒

“基建狂魔”新操作!這座大橋可以空中轉體

由 鈄翠娥 發佈於 綜合

  京張高鐵土木特大橋在緊鑼密鼓地建設中,令人驚歎的是,土木特大橋如巨人臂般的兩段懸臂樑轉體角度31度,在空中實現精準對接!這種神操作,看完直呼厲害了,我的祖國!

  中國造橋神操作!竟然會空中旋轉!

  最近,一段京張高鐵土木特大橋橋懸臂樑旋轉對接的視頻在微博刷屏,看完很多網友驚呼:中國造橋術真的逆天了!

  視頻介紹,今年9月17日,中鐵大橋局承建的京張高鐵懷來縣土木特大橋兩段懸臂樑開始轉體。40分鐘後,如巨人臂膀的兩段懸臂樑轉體角度31度,在空中實現精準對接,順利跨越大同至秦皇島的雙線電氣化鐵路。

  據介紹,土木特大橋全長3503.48米,位於河北省懷來縣土木鎮和官廳水庫之間,該大橋要依次跨越大秦線鐵路、既有鐵路京包線、京藏高速公路三條主要交通要道。其中大秦線鐵路是世界上最繁忙的一條運營專線。

  中鐵大橋局京張高鐵施工五標三工區工程部長何喬東表示:每天有160多個列車經過,為了降低對這個鐵路運營的安全風險,我們採用噸頂轉體的方式,把這個風險降到最低,橋的轉體角度31度,轉體重量5613噸。

  還有網友腦洞大開,稱之為“紀念碑谷現實版”。

  “世界上已經沒有什麼中國人不能造的橋”

  “縱觀世界橋樑建設史,上世紀70年代以前要看歐美,90年代看日本,而到了21世紀,則要看中國。”這已是世界橋樑建築領域公認的觀點。

  據一個專門收集世界最高橋樑的網站統計,在世界前10名最高橋樑中,有8座在中國;而在2020年前將完工的世界鐵路10座最高大橋中,有9座是中國建造的。以至於網站在介紹中感慨:“由於中國正處在有史以來最快的高速建設擴張中,未來很長時間我們都要盯着中國了”。

  被《衞報》譽為“新世界七大奇蹟”之一的港珠澳大橋主體工程7月全線貫通。這座東接香港,西接珠海、澳門,全程55公里的大橋,不僅是世界上最長的跨海大橋,也是中國交通史上技術最複雜、建設要求及標準最高的工程之一。用港珠澳大橋島隧項目總工程師林鳴的話説,拿下港珠澳大橋,世界上已經沒有什麼中國人不能造的橋。

  英國《每日電訊報》在文章《香港大橋:連接三座城市的工程奇蹟》中稱,港珠澳大橋的工程師面臨着最複雜的挑戰之一。他們需要考慮地質和地形條件以及風速和潮汐力量。

  外國網友也對港珠澳大橋稱讚道:這真是一個奇蹟。有網友表示,對中國在當地建設的橋樑非常滿意。

  @Gluluman 中國做得很好。中國在不到7年的時間裏,用84億美元建造了這座橋樑。如果我們在美國建造同樣的橋樑。那麼,它將需要40年的時間並花費超過8000億美元。

  @Settanta Cinque 中國工人在貝爾格萊德的多諾河上建造了非常棒的大橋(中國 - 塞爾維亞友誼橋)。願中國和塞爾維亞友誼地久天長!

  中國基建工程在技術先進,令人稱讚的同時,也為民眾生活帶來了極大的便利性,中國的工程技術也逐漸在海外獲得認可。

  “基建狂魔”你服不服?

  綜合:央視財經(ID:cctvyscj )、新華社(記者 楊世堯 )、河北新聞網(記者 高振發)、海外網(ID:rmrb_hww)等。


  當飛機在珠海金灣國際機場上空徐徐降落時,港珠澳大橋便清晰地呈現在我們面前。港珠澳大橋是連接香港、珠海、澳門的超大型跨海通道,穿越珠三角,跨越伶仃洋。從空中俯瞰,港珠澳大橋主體橋樑在湛藍的海平面上非常壯麗。港珠澳大橋作為世界級跨海大橋,凝結着過去數十年中國橋樑設計、施工、材料研發、工程裝備等各項成果。這個超級工程,堪稱世界橋樑建設史上的巔峯之作,這是一次中國實力的集中展示。

  港珠澳大橋作為國之重器,在建設過程中也被深深烙上了無錫印記。其中,位於宜興的遠東智慧能源股份有限公司(股票代碼:600869)旗下遠東電纜有限公司提供的智能交通電纜,全面應用於港珠澳大橋主體工程交通工程的照明、供配電以及收費通信綜合中心的相關設施。這項交通工程的機電系統由中國鐵建電氣化局集團有限公司承建,是目前國內高速公路機電安裝項目規模最大、技術最複雜、施工難度最大的項目,也是國內高速公路第一個採用系統集成模式招標的項目。

  在港珠澳大橋上體驗“天塹變通途”

  “我們不僅僅是港珠澳大橋的電纜供應商,公司技術和服務團隊還參與到工程系統設計環節,為工程運行提供綜合解決方案。”作為港珠澳大橋的一名光榮的建設者,遠東智慧能源技術服務部總監助理吳慶豐站在港珠澳大橋黝黑光亮的橋面上,向筆者介紹無錫企業與港珠澳大橋工程的“親密關係”。

  國慶節前夕,筆者驅車行駛在港珠澳大橋上,體驗“天塹變通途”的感覺,實地採訪來自無錫企業的大橋建設者的風采。截至目前,港珠澳大橋主體橋樑橋面鋪裝工程已完工,海底沉管隧道內裝飾、電氣等附屬工程也完成了安裝。這意味着,港珠澳大橋主體工程已基本建成,預計年內建成通車。

  遠東智慧能源技術服務部總監助理吳慶豐介紹,港珠澳大橋設計壽命為120年,通車後從香港到珠海將由現在的三小時車程縮短到半小時。工程全長約55公里,其中工程量最大、技術難度最高的是6.7公里的海底沉管隧道和22.9公里跨海橋樑。港珠澳大橋連接的不僅是粵港澳三地,未來因它而形成的5.6萬平方公里的區域,將是繼東京灣區、紐約灣區、舊金山灣區之後,世界經濟版圖上又一個閃耀的經濟增長極。

  港珠澳大橋上的無錫印記

  從港珠澳大橋橋面移動到大橋箱梁內的檢測平台,需要經過凌空的簡易鋼梯上下。為採集相關畫面,筆者跟隨遠東智慧能源技術服務部總監助理吳慶豐體驗了這個過程,因為精神緊張而出了一身汗。

  吳慶豐介紹,“有問必答、有求必應、首問負責制”是港珠澳大橋建設項目遠東智慧能源技術服務團隊的服務宗旨。作為服務營銷的重要力量,此次遠東的技術服務部先後分八批次,有十餘位工程師來到港珠澳大橋主體交通工程現場,協助中國鐵建電氣化局集團有限公司完成電纜系統的選型、施工、安裝指導、調試等全方位技術服務。其中,吳慶豐和他的同事沈長春、夏永輝等,在港珠澳大橋工程建設期間全力以赴。

  港珠澳大橋的主體交通工程大橋區間電力設備都在橋墩上或箱梁內。參與工程建設的遠東人白天扛着幾十公斤重的檢測設備來回檢測,日行走路程達十幾公里,中午在橋樑作業崗位上吃盒飯,晚上回到房間整理資料、制定檢測方案。對每個階段的檢測和調試,他們都不厭其煩、有求必應。事實上,從參與港珠澳大橋安裝線纜的施工現場,到遠東廠區的生產一線,都能體現遠東人為這項偉大工程奉獻的精神面貌。

  採訪中還了解到,除遠東電纜外,港珠澳大橋建設工程還有一些“無錫印記”。譬如,港珠澳大橋珠澳口岸是集交通、管理、服務、救援及觀光功能為一體的綜合運營中心,主體建築的鋼結構工程是無錫宜興企業江蘇滬寧鋼機股份有限公司承建的;港珠澳大橋使用的混凝土中的石片也來源於無錫宜興張渚鎮,石片供應商沈德方是為港珠澳大橋承建單位之一中交集團提供配套服務的。

  遠東電纜為許多國家重點工程提供服務

  位於無錫宜興的遠東智慧能源股份有限公司旗下遠東電纜有限公司,是國內智能線纜品種最全、銷量最大的電線電纜供應商。遠東電纜先後將優質的產品及服務助力長江三峽輸電工程、上海世博工程、上海環球金融中心、海南文昌發射場、酒泉衞星發射中心、“天宮二號”“神舟十一號”航空項目、昌吉-古泉±1100kV特高壓直流輸電工程、北京第一高樓——中國尊等。其中,昌吉-古泉±1100kV特高壓直流輸電工程是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進的輸電工程。

  遠東控股集團創始人、董事局主席、黨委書記蔣錫培透露,近年來,遠東控股集團秉持“主業+投資”的發展戰略,在推動主業智慧能源成為全球領先的智慧能源、智慧城市系統服務商的同時,也在尋求與國內外優秀團隊的合作機會。蔣錫培表示,遠東創辦32年來,始終致力成為全球投資管理專家,全球領先的智慧能源、智慧城市系統服務商。

  (2017-10-11)


  貫通啦!港珠澳大橋今天震撼揭秘!它為何讓全世界驚歎?

  2017-07-07

  南方都市報

  南都訊 記者記者楊亮  今天,被譽為第七大奇蹟的世界最長跨海大橋——港珠澳大橋主體工程貫通。珠海、香港、澳門從此進入半小時生活圈。全新的大橋時代開啓!

  港珠澳大橋為什麼這麼牛?為什麼讓老外都驚歎不已?南都記者將為你揭秘。

  橋樑總體效果圖

  世界最長跨海大橋,55公里

  港珠澳大橋總平面圖(來源:網絡)

  港珠澳大橋總長55公里,是連接香港、珠海和澳門的超大型跨海通道,也是迄今世界最長的跨海大橋,包括海中橋隧主體工程,以及香港、珠海、澳門三地口岸和連接線。

  長壽!比國內其他橋樑“長壽”20年

  和國內其他橋樑工程的設計壽命100年不同,港珠澳大橋的設計壽命為120年。並要求能抗8級地震,抵禦16級颱風。可別小看這多出的20年,港珠澳大橋建設幾乎用了世界最苛刻的標準,比方説平均長度130餘米、直徑2.5米的深海樁基必須保證10cm以內的平面偏差和1/250以內的傾斜度,但凡對橋樑工程技術略有研究的人,都會為以上幾個數字而驚歎:技術和質量要求太高啦!

  鋼材用量相當於60座埃菲爾鐵塔

  港珠澳大橋主體橋樑作為世界上最大的鋼結構橋樑,僅主樑鋼板用量就達到了42萬噸,相當於10座鳥巢或者60座埃菲爾鐵塔的重量。

  橋路面壽命是高速路3倍

  港珠澳大橋地處海面,因此長期處在高温、高濕和高鹽的環境當中,如何做好防水、防鏽和防腐顯得尤為重要。根據設計要求,大橋瀝青混凝土路面使用壽命要達到15年,是普通高速公路路面使用壽命的3倍。

  珠澳口岸人工島夜景

  石料精度堪比麪粉

  要想鋪設橋面的瀝青混凝土特別堅固密實,其中加入石料的精度等起到了決定性作用。石料越細分就越能發揮瀝青的功能,瀝青混凝土越密實,橋面也就越堅固耐久。據瞭解,為了達到上述效果,石料的加工達到了75微米,相當於平日大家吃的麪粉差不多。據稱,目前使用的這條加工設備,是專家在世界各地尋找相關設備,並且將多個國家的設備組裝而成的。

  為了保護“海上大熊貓”,“把石頭鑿了幾層樓深”

  中華白海豚是全球範圍內最為瀕危的一類海洋哺乳動物,目前僅存活千餘頭,被譽為“海上大熊貓”。港珠澳大橋的九洲航道橋施工區域還因穿越國家Ⅰ級保護動物中華白海豚自然保護區而做出相應調整。為儘量少佔白海豚生存空間,此次特地將承台深埋在海牀底下,這種“把石頭鑿了幾層樓深”的施工法在世界上當屬首次。

  不僅結構結實,而且造型漂亮

  港珠澳大橋除了創造了很多世界第一外,在景觀設計上也有特點。比如,港珠澳大橋三座通航斜拉橋各具特色,兼顧了人文和自然的融合。像青州航道橋橋塔,採用了簡潔的“中國結”造型,江海直達船航道橋三座橋塔則為海豚造型,而最靠近珠海情侶路的九洲航道橋則是風帆造型。三種橋塔的造型實現了功能與景觀的完美統一,也成為了港珠澳大橋的標誌性景觀。

  本文來自騰訊新聞客户端自媒體,不代表騰訊新聞的觀點和立場

  (2017-07-07)


  港珠澳大橋今日貫通!中華民族天生的造橋基因

  2017-07-07

  如切如磋如琢如磨

  2017年7月7日,港珠澳大橋主體工程迎來了全線貫通的歷史時刻。

  繼去年9月主體橋樑貫通後,迄今世界最長、埋入海底最深、單個沉管體量最大、設計使用壽命最長、綜合技術難度最高的沉管隧道——港珠澳大橋海底隧道也於今日順利貫通。這也標誌着大橋主體工程的全線貫通,年底港珠澳大橋將具備通車條件。

  港珠澳大橋是連接香港、珠海、澳門的超大型跨海通道,它集橋、島、隧道於一體,全長55公里,是世界上最長的跨海大橋,是中國建設史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋樑。

  在這些“世界之最”、“中國之最”的背後,項目建設者付出了艱苦努力,正是由於他們不斷探索、不斷攻關,工程在建設管理、工程技術、施工安全和環境保護等領域填補了多項空白。

  其實,自古以來,中華民族都有天生的造橋基因。造橋,可以説是除了種菜外,中國人的又一種族天賦。

  中華民族的造橋基因:秦始皇時代就有“跨海大橋”?

  “逐日巡海右,驅石駕滄津。 徵卒空九宇,作橋傷萬人。”李白的詩《古風》(秦皇按寶劍)中就講述了秦始皇在海邊架橋以觀日出的故事。秦始皇到底有沒有耗費巨大的人力物力建造這樣一座“跨海大橋”已經無法考證,但從中不難看出,從秦朝開始,古人已經開始想象跨海大橋這樣的超級工程了。

  從歷史上來看,中國人在交通方面的思路十分“粗暴”直接:遇“川澤之阻則橋樑之”!我國大型橋的修建歷史或可追溯至周朝的渭河浮橋(公元前1184年),比西方的博斯普魯斯海峽浮橋(前493年)早好幾百年。

  圖 黃河鐵牛地錨(拍攝:鶴運)

  唐開元年間,人們開創性地使用“鐵鎖連舟”的結構形式,在黃河蒲津渡兩岸佈置帶地錨的大鐵牛(又稱開元鐵牛),浮橋以鐵鎖相連,最終錨固在鐵牛上,牢固可靠。若不是出現了黃河改道這樣的不可抗力因素,或許我們現在還能看到這座浮橋的偉貌。

  除此之外,我國古人將石橋和木橋也做到了極致。

  圖 趙州橋(圖片來源於網絡)

  河北趙州橋“初月出雲,長虹飲澗”,屹立1400多年,依然用優美的弧線詮釋力學之美。

  圖 福建木拱廊橋(圖片來源於網絡)

  福建木拱廊橋將木構技藝與文化傳承交融,“虹鎖龍津,神庥萬載”。

  工業革命後,我國因為歷史原因逐漸落後於西方,但新知識新技術的學習,又迅速喚醒了血液中的“造橋基因”。

  圖 錢塘江大橋(圖片來源於網絡 見水印)

  我國著名的橋樑專家茅以升先生,在美留學期間完成了博士論文《橋樑桁架的次應力》,其成果被稱為“茅氏定律”。歸國後,他主持修建我國第一座公路鐵路兩用橋——錢塘江大橋,用“射水法”、“沉箱法”、“浮運法”等解決了建橋中的一個個技術難題。

  茅以升的得意門生林同炎先生髮展了預應力技術,在世界範圍內廣受讚譽,被稱為“預應力先生”。預應力技術目前已在各類工程、特別是橋樑工程中廣泛使用。

  舉世矚目的橋樑建設成果

  改革開放之後,我國的橋樑事業取得了舉世矚目的成就。《人民日報》在一篇近期的文章中提及:“中國在過去5年間的造橋成就史無前例,無論從橋樑高度、長度還是難度上,中國橋樑建設者們屢創世界紀錄。”

  “數據顯示,目前世界排名前10位的跨海長橋中,中國佔據6座,分別是港珠澳大橋、杭州灣大橋、東海大橋、青島海灣大橋、舟山大陸連島工程、嘉紹大橋。世界排名前10位的斜拉橋,中國佔據7座;世界排名前10位的懸索橋,中國佔據6座……”

  到目前為止,以下這些中國大橋都可以在世界上數一數二:

  圖 港珠澳大橋(圖片來源於網絡)

  連接香港、珠海、澳門的港珠澳大橋是全長約50千米的跨海大橋,其中還有長約6.75千米的海底隧道,穿越伶仃洋。

  圖 南京大勝關長江大橋(圖片來源於網絡)

  京滬高鐵上的重要節點——南京大勝關長江大橋全長9.273千米,是世界首座六線鐵路大橋,上可以時速300千米通高鐵,下有32米淨空,可容萬噸巨輪通過。

  圖 北盤江特大橋(圖片來源於網絡)

  貴州水盤高速公路上的北盤江特大橋跨越峽谷,全長1261米,最大墩高170米,在山谷之中最大跨度290米,結構形式(預應力混凝土空腹斜腿式連續剛構)為世界首創。

  這裏特別要指出,空腹斜腿式不是個武術動作……

  斜腿的腿指的是柱子和橋面相接處的斜的梁,一般又叫“牛腿”。

  圖 天興洲長江大橋(圖片來源於網絡)

  位於武漢的天興洲長江大橋,延續了武漢長江大橋公路鐵路兩用的優良傳統,是當時世界上跨度最大的公鐵兩用橋。

  橋樑尺寸的變大帶來新的技術難題

  把小房子放大,是造不出通天塔的。把小橋的經驗放大,也造不出大橋。橋樑尺寸增加,出現了很多以前從未遇到的技術難題。可以説,大橋尺寸“大”,困難也更“大”。這些難題給科研工作者帶來了很大的挑戰。

  1.大型結構的自振頻率(固有頻率)更低、自振週期更長。大家一定聽説過拿破崙軍隊整齊劃一踏步過橋、引起橋樑損壞的故事,就是因為步伐與橋樑的自振頻率一致了,引發了共振。

  2. 結構自振週期與輸入荷載的變化週期越接近,荷載引起的結構響應(振動)就越大。很多大橋的自振週期與地震波的卓越週期相近,這對橋樑的抗震很不利。為此,科學家需要採取很多措施來保證抗震性能——例如,通過精細的計算分析尋找最危險的部位並加固、通過地基處理和設置隔震層等方式隔震、設置消能減震措施等等。

  3. 除了地震之外,另一種動力荷載——風對橋樑的影響也很大。在一些情況下,空氣中的渦流會造成橋樑持續的晃動(例如,美國塔科馬海峽大橋事故)。這要求橋樑結構有合理的外形,以及抗風振的措施。必要時,還需要在風洞中做測試。

  圖 橋樑風洞試驗(圖片來自網絡)

  4. 長橋還會受到“行波效應”的影響。地震波的傳播是有一定速度的,在波傳播方向上,不同位置所處的運動速度、運動方向不同。例如,地震波傳播方向和橋的走向一樣,很有可能出現大橋兩側地基運動狀態不一致的情況——舉個極端的例子,如果左側橋墩向左運動,右側橋墩向右運動,兩者之間的橋面板就很危險了。這種問題又叫“非一致地震輸入”,這要求在設計階段就要好好分析橋樑如何“尬舞”。

  5. 和橋樑一起變大的還有那些埋在地下的看不見的結構。懸索橋的鋼索拉力極大,需在大橋兩側設置“錨碇”,把鋼索的端部錨固定住。著名的潤揚大橋北側錨碇承受了6.8萬噸的主纜拉力,進行施工時,在橋北的粘土中開挖一50m深的基坑——在當時,這是世界上最深的深基坑。這無異於在豆腐上打洞,難度極大。不過,工程的順利完成標誌着我國的計算水平、施工水平、管理水平都達到了世界領先。

  除了這些難題,大橋施工管理和質量監測、結構可靠性、材料耐久性等問題,也都曾是超大工程的“攔路虎”。現如今這些被攻克的難題,成為攀登基建高峯的墊腳石。

  我們追求的不止是“高”,還要 “精”和“尖”

  很多人有這樣的疑問:修建這樣的大橋,是因為我們有交通需求。等這些大橋都修完了,我們的造橋技能是不是就只能鎖在櫃子裏呢?

  其實,土木工程領域的前沿研究不僅着眼於這些大項目,除了追求“高”,我們還應該追求“精”和“尖”,永不止步。

  你猜,世界上最薄的橋能有多薄?

  這裏的厚薄是一個相對概念,用結構厚度和跨度的比值(高跨比)來衡量,比值越小橋越薄。一般的公路橋的高跨比是1/25—1/22,目前世界上最小的高跨比則是1/42.5!只有普通橋樑的一半左右!

  説出來您可能不信,這座橋就在北京,是北京萬泉河的一座人行天橋。

  也就是説,您下樓買個菜,都可以指着天橋自豪地説:這就是世界第一!這就是我們的技術!

  出品:科普中國

  製作:鶴運

  監製:中國科學院計算機網絡信息中心

  鶴運

  如切如磋 如琢如磨

  謙謙君子 用涉大川

  本文來自騰訊新聞客户端自媒體,不代表騰訊新聞的觀點和立場

  (2017-07-07)


  出品

  :

  科普中國

  製作

  :

  鶴運

  監製

  :

  中國科學院計算機網絡信息

  中心

  2017年7月7日,港珠澳大橋主體工程迎來了全線貫通的歷史時刻。

  繼去年9月主體橋樑貫通後,迄今世界最長、埋入海底最深、單個沉管體量最大、設計使用壽命最長、綜合技術難度最高的沉管隧道——港珠澳大橋海底隧道也於今日順利貫通。

  這也

  標誌着大橋主體

  工程的

  全線貫通

  ,

  年底港珠澳大橋將具備通車條件。

  港珠澳大橋是連接香港、珠海、澳門的超大型跨海通道,它集橋、島、隧道於一體,全長55公里,是世界上最長的跨海大橋,是中國建設史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋樑。

  在這些“世界之最”、“中國之最”的背後,項目建設者付出了艱苦努力,正是由於他們不斷探索、不斷攻關,工程在建設管理、工程技術、施工安全和環境保護等領域填補了多項空白。

  其實,自古以來,中華民族都有天生的造橋基因。造橋,可以説是除了種菜外,中國人的又一種族天賦。

  中華民族的造橋基因

  :

  秦始皇

  時代

  就

  有

  “

  跨海大橋

  ”

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  “逐日巡海右,驅石駕滄津。徵卒空九宇,作橋傷萬人。”李白的詩《古風》(秦皇按寶劍)中就講述了秦始皇在海邊架橋以觀日出的故事。秦始皇到底有沒有耗費巨大的人力物力建造這樣一座“跨海大橋”已經無法考證,但從中不難看出,從秦朝開始,古人已經開始想象跨海大橋這樣的超級工程了。

  從歷史上來看,中國人在交通方面的思路十分“粗暴”直接:遇“川澤之阻則橋樑之”!

  我國大型橋的修建歷史或可追溯至周朝的渭河浮橋(公元前1184年),比西方的博斯普魯斯海峽浮橋(前493年)早好幾百年。

  圖黃河鐵牛地錨(拍攝:鶴運)

  唐開元年間,人們開創性地使用“鐵鎖連舟”的結構形式,在黃河蒲津渡兩岸佈置帶地錨的大鐵牛(又稱開元鐵牛),浮橋以鐵鎖相連,最終錨固在鐵牛上,牢固可靠。

  若不是出現了黃河改道這樣的不可抗力

  因素

  ,或許我們現在還能看到這座浮橋的偉貌。

  除此之外,我國古人將石橋和木橋也做到了極致。

  圖趙州橋(圖片來源於網絡)

  河北趙州橋“初月出雲,長虹飲澗”,屹立1400多年,依然用優美的弧線詮釋力學之美。

  圖福建木拱廊橋(圖片來源於網絡)

  福建木拱廊橋將木構技藝與文化傳承交融,“虹鎖龍津,神庥萬載”。

  工業革命後,我國因為歷史原因逐漸落後於西方,但新知識新技術的學習,又迅速喚醒了血液中的“造橋基因”。

  圖錢塘江大橋(圖片來源於網絡見水印)

  我國著名的橋樑專家茅以升先生,在美留學期間完成了博士論文《橋樑桁架的次應力》,其成果被稱為

  “茅氏定律”

  。歸國後,他主持修建

  我國第一座公路鐵路兩用橋

  ——

  錢塘江大橋

  ,用“射水法”、“沉箱法”、“浮運法”等解決了建橋中的一個個技術難題。

  茅以升的得意門生林同炎先生髮展了預應力技術,在世界範圍內廣受讚譽,被稱為

  “預應力先生”

  。預應力技術目前已在各類工程、特別是橋樑工程中廣泛使用。

  舉世矚目的橋樑建設成果

  改革開放之後,我國的橋樑事業取得了舉世矚目的成就。

  《人民日報》在一篇近期的文章中提及:“中國在過去5年間的造橋成就史無前例,無論從橋樑高度、長度還是難度上,中國橋樑建設者們屢創世界紀錄。”

  “數據顯示,目前世界排名前10位的跨海長橋中,中國佔據6座,分別是港珠澳大橋、杭州灣大橋、東海大橋、青島海灣大橋、舟山大陸連島工程、嘉紹大橋。世界排名前10位的斜拉橋,中國佔據7座;世界排名前10位的懸索橋,中國佔據6座……”

  到目前為止

  ,

  以下

  這些

  中國

  大橋都可以

  在

  世界上數一數二:

  圖港珠澳大橋(圖片來源於網絡)

  連接香港、珠海、澳門的港珠澳大橋是全長約50千米的跨海大橋,其中還有長約6.75千米的海底隧道,穿越伶仃洋。

  圖南京大勝關長江大橋(圖片來源於網絡)

  京滬高鐵上的重要節點——南京大勝關長江大橋全長9.273千米,是世界首座六線鐵路大橋,上可以時速300千米通高鐵,下有32米淨空,可容萬噸巨輪通過。

  圖北盤江特大橋(圖片來源於網絡)

  貴州水盤高速公路上的北盤江特大橋跨越峽谷,全長1261米,最大墩高170米,在山谷之中最大跨度290米,結構形式(

  預應力混凝土空腹斜腿式連續剛構

  )為世界首創。

  這裏特別要指出,空腹斜腿式不是個武術動作……

  斜腿的腿指的是柱子和橋面相接處的斜的梁,一般又叫“牛腿”。

  圖天興洲長江大橋(圖片來源於網絡)

  位於武漢的天興洲長江大橋,延續了武漢長江大橋公路鐵路兩用的優良傳統,是當時世界上跨度最大的公鐵兩用橋。

  橋樑尺寸的變大帶來新的技術難題

  把小房子放大,是造不出通天塔的。把小橋的經驗放大,也造不出大橋。

  橋樑尺寸增加,出現了很多以前從未遇到的技術難題。可以説,大橋尺寸“大”,困難也更“大”。這些難題給科研工作者帶來了很大的挑戰。

  1.大型結構的自振頻率(固有頻率)更低、自振週期更長。大家一定聽説過拿破崙軍隊整齊劃一踏步過橋、引起橋樑損壞的故事,就是因為步伐與橋樑的自振頻率一致了,引發了共振。

  2.結構自振週期與輸入荷載的變化週期越接近,荷載引起的結構響應(振動)就越大。很多大橋的自振週期與地震波的卓越週期相近,這對橋樑的抗震很不利。

  為此,科學家需要採取很多措施來保證抗震性能——例如,通過精細的計算分析尋找最危險的部位並加固、通過地基處理和設置隔震層等方式隔震、設置消能減震措施等等。

  3.除了地震之外,另一種動力荷載——風對橋樑的影響也很大。在一些情況下,空氣中的渦流會造成橋樑持續的晃動(例如,美國塔科馬海峽大橋事故)。這要求橋樑結構有合理的外形,以及抗風振的措施。必要時,還需要在風洞中做測試。

  圖橋樑風洞試驗

  (圖片來自http://tongjibao.cuepa.cn/show_more.php?doc_id=337447)

  4.長橋還會受到“行波效應”的影響。地震波的傳播是有一定速度的,在波傳播方向上,不同位置所處的運動速度、運動方向不同。例如,地震波傳播方向和橋的走向一樣,很有可能出現大橋兩側地基運動狀態不一致的情況——舉個極端的例子,如果左側橋墩向左運動,右側橋墩向右運動,兩者之間的橋面板就很危險了。這種問題又叫“非一致地震輸入”,這要求在設計階段就要好好分析橋樑如何“尬舞”。

  5.和橋樑一起變大的還有那些埋在地下的看不見的結構。懸索橋的鋼索拉力極大,需在大橋兩側設置“錨碇”,把鋼索的端部錨固定住。著名的潤揚大橋北側錨碇承受了6.8萬噸的主纜拉力,進行施工時,在橋北的粘土中開挖一50m深的基坑——在當時,這是世界上最深的深基坑。這無異於在豆腐上打洞,難度極大。不過,工程的順利完成標誌着我國的計算水平、施工水平、管理水平都達到了世界領先。

  除了這些難題,大橋施工管理和質量監測、結構可靠性、材料耐久性等問題,也都曾是超大工程的“攔路虎”。現如今這些被攻克的難題,成為攀登基建高峯的墊腳石。

  我們追求的不止是“高”

  ,

  還要 “精”和“尖”

  很多人有這樣的疑問:

  修建這樣的大橋,是因為我們有交通需求。等這些大橋都修完了,我們的造橋技能是不是就只能鎖在櫃子裏呢

  ?

  其實,土木工程領域的前沿研究不僅着眼於這些大項目,除了追求“高”,我們還應該追求“精”和“尖”,永不止步。

  你猜

  ,

  世界上最薄的橋能有多薄

  ?

  這裏的厚薄是一個相對概念,用結構厚度和跨度的比值(高跨比)來衡量,比值越小橋越薄。

  一般的公路橋的高跨比是1/25—1/22,

  目前世界上最小的高跨比則是1/42.5!只有普通橋樑的一半左右!

  説出來您可能不信,這座橋就在北京,是北京萬泉河的一座人行天橋。也就是説,您下樓買個菜,都可以指着天橋自豪地説:這就是世界第一!這就是我們的技術!

  “科普中國”是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。本文由科普中國融合創作出品,轉載請註明出處。

  (2017-07-07)


  2015年8月10日,阿里巴巴宣佈戰略投資蘇寧283億元。所有人都尖叫,真TM土豪。在當時,是中國互聯網界最大的一筆投資。

  2017年9月26日,阿里巴巴增持菜鳥物流53億元,同時宣佈,未來5年,持續投入1000億元,為實現包裹全國24小時送達、全球72小時送達的目標努力奮鬥。

  2017年10月11日,阿里巴巴在雲棲大會上宣佈成立“以科技創新世界”的達摩院,同時宣佈,三年內,為此投入1000億元,而且僅以阿里一己之力。這個集結全世界各領域眾多高精尖科學家、院士、教授於一身的達摩院,瞬間登上科技界的頭條。

  我們再回過頭來看看,看看時下最受關注的超級工程港珠澳大橋。全長55公里,投資1000億,令外國人歎為觀止。其中,香港政府出資500億,中央政府和廣東省政府出資200億,澳門政府出資100億,還有200億的資金缺口,由銀團貸款解決。

  1000億是個超級大的數目,除了三峽水電站外,很少很少聽説,還有哪個工程投資能到這個額度。其實,在阿里巴巴看來,這也沒什麼,頂多也就幾個小目標而已。

  換句話説,如果港珠澳大橋讓民營企業來投資,阿里一家就足夠!

  (2017-10-12)


  7月7日10時,港珠澳大橋海底隧道貫通儀式在大橋西人工島舉行。加上去年9月底貫通的橋樑部分,這座連接香港、澳門、珠海的“超級工程”主體全線貫通。“成功了,我們創造了奇蹟!”身處儀式現場,中交二航局港珠澳大橋島隧項目部常務副經理楊紹斌激動不已。

  擔當大橋建設主力軍的湖北建橋人,有理由激動。這座完全由中國獨立自主設計並建造的跨海大橋,長55公里,由橋樑、隧道、人工島連接而成,因技術複雜、環保要求高,刷新多項世界橋樑紀錄。

  此次貫通的海底沉管隧道,為國內首條外海沉管隧道,也是世界上埋深最大、綜合技術難度最高的沉管隧道。沉管段項目總長5.664公里,由33個管節組成。一根沉管重量達8萬噸,相當於一艘中型航母。中交二航局承擔總長近一半的沉管預製,使用鋼筋量相當於一座埃菲爾鐵塔。島隧工程監理則由中鐵大橋院承擔。

  2016年9月底,港珠澳大橋主橋橋樑貫通,三座橋樑超過一半為“湖北造”。其中,九洲航道橋由中鐵大橋院設計、中鐵大橋局建造;武船重工為大橋塑造“鋼身”,承擔共16.4萬餘噸的鋼箱梁製造安裝,約佔主體橋樑用鋼量的三分之一。 (廖志慧、隋業輝、張靜)

  (2017-07-08)


  近日,孟津白鶴鎮曙光村南莊以北黃河河面上,濟洛高速公路黃河大橋施工棧橋全線貫通,工程機械從棧橋通過。

  濟洛高速公路是南京至洛陽G36高速公路向北經濟源連接山西的重要通道。項目起點位於孟津麻屯鎮西側南洛高速與連霍高速交會處,向北經西楊溝、英古東、西小梵西、東達宿東、班溝西,至相留村東與S312(原S314)交會,設“孟津西”互通立交。繼續向北經陳家寨東、鬥嶺西、高家嶺與S317(規劃的沿黃通道)交會,折向東北在輔駕莊西設“小浪底南”互通立交。經曙光村南莊東,設大橋跨越黃河進入濟源市,向北與山西陽城相接。項目全長42公里,其中孟津境內長23公里、濟源境內19公里。工程概算投資48億元,計劃2020年建成。

  該項目將連通寧洛高速、連霍高速、濟陽高速,在孟津西部形成跨黃河通道。孟津境內新設“小浪底南”“孟津西”“洛陽機場”站和孟津服務區,帶動黃河沿岸旅遊和縣域西部發展。

  濟洛高速公路黃河大橋位於孟津小浪底鎮曙光村南莊以北、小浪底翠綠湖濕地公園以東、焦柳鐵路黃河大橋以西,長1951米,是整個濟洛高速公路項目的關鍵性控制工程。施工棧橋全線貫通,標誌着黃河大橋建設前期工作全面完成,將進入大橋主體工程施工階段。

  圖文:孟小津

  以下為網友評論:

  網友“茗刻心骨”:黃河大橋,

  網友“為愛相隨”:這個是濟洛高速黃河大橋,洛吉快速通道黃河大橋快修好了吧!

  (2017-09-16)


  初秋,巍峨的二郎山微風陣陣,綠意盎然。9月26日上午,隨着一聲震耳欲聾的炮響,雅康高速公路二郎山隧道右洞最後四米的山體被炸開,至此,二郎山隧道順利實現了雙洞全線貫通。經過一番現場清理,上午10時38分,隧道作業面兩邊的施工人員揮舞着彩旗,奔跑相擁着,慶祝勝利“會師”,現場響起了熱烈的歡呼聲。大家高興地揮舞着旗幟,盡情地發泄興奮之情。為了這激動人心的一刻,1200餘名施工人員奮戰了1700多個日日夜夜。

  設備先進技術創新 保證工程進度

  二郎山隧道作為雅康高速公路上的“咽喉”工程,全長13459米,不僅是川藏第一長隧,也是全國已貫通雙線公路隧道第三長隧。因所處位置地質條件極其複雜,被專家稱為“地質博物館”。從2012年破土動工起,一步一步向前掘進的過程中,施工人員克服了種種困難,回望這5年,雅康高速二郎山隧道項目部工程部長曹龍飛對記者説到:“其實我自己心裏期待今天,已經很久了。這五年來,在二郎山這個地方,我們發生了太多的故事,也遇到很多施工上的難題,這一路走得並不容易。但今天,看到隧道貫通,我覺得一切的付出,都是值得的。”

  二郎山隧道隧址區域處於板塊交界地帶,屬八度地震區,最大埋深1700米,施工需穿越13條區域性斷裂帶。低瓦斯、巖爆、軟巖大變形、突泥涌水等地質災害,給隧道施工帶來了極大的風險。對此,隧道在修建過程中,一直將安全問題放在首位,曹龍飛對記者介紹到:“項目在施工過程中,一直將改善作業環境,降低安全風險放在首位,採取‘短進尺、多循環’的施工原則,不但安全、平穩地穿越了斷裂帶,也大大地提升了隧道施工效率,加快了工程進度。”

  安全作業的同時,設備的先進性和技術的創新性,也是二郎山隧道項目在施工過程中的重點。在現場,一輛高達5米,機械臂長達15米,駕駛艙外還有“裝甲”防護的巨型機械車輛引起了記者的注意,據雅康高速二郎山隧道C1標段項目經理楊鼕鼕介紹,這輛售價高達千萬的三臂鑿巖台車,一次就可以在巖體上鑽三個孔,而如果採用人工進行鑽孔,不但效率不高,還存在易引起作業面坍塌等安全隱患。據楊鼕鼕介紹,“採用三臂鑿巖台車後,我們的工作效率提高了25%左右,也極大提高了施工過程中的安全性,對於我們施工方來講,這是最為重要的。

  15分鐘 穿越以前一個半小時的路程

  26日上午,記者在隧道內看到,一些前期打通的洞面,施工人員已經開始鋪設牆面裝飾瓷磚。據四川省交通廳公路規劃勘察設計研究院二郎山隧道項目設計負責人鄭建國介紹:“二郎山隧道不但機械設備先進,在修建中,也有許多創新之舉。比如我們首創了‘八’字形交通轉換通道,不僅保障了隧道雙通道行車方便,而且在隧道內發生緊急事故時,也能儘量減輕車流壓力。這一系列的創新設計,都是為了讓整個二郎山隧道在投入使用時能更合理、更方便。”

  回想起施工中的點點滴滴,再看到如今隧道成功貫通,鄭建國感慨地説,“從2011年5月第一次看現場到今天,期間經歷了許多不容易。不管是設計創新的難,還是施工方面遇到的難題,都被大家集思廣益,成功克服。我記得貫通之前,不管是瀘定段還是天全段建設出現棘手的問題,我都得單邊花上一個半小時的時間翻山過去。而貫通後,15分鐘能穿過隧道,到達山的那邊。現在我的心情,除了高興,就是自豪!”

  四川雅康高速公路有限責任公司天全代表處處長王世法介紹説:“隨着二郎山隧道的貫通,雅康高速建設進度再一次被提速,結束川藏線沒有高速公路的歷史近在眼前。同時,它也標誌着四川省的高速公路將“離開盆地”,正式向青藏高原區域挺進。”

  雅康高速公路是國家重點項目。截至目前,雅康高速已累計完成投資152億元,佔概算的66%,全線已完工程質量安全、環保水保處於受控狀態。通車後,將結束甘孜藏區沒有高速公路的歷史,為上百萬甘孜羣眾架起高速大通道。屆時,從成都到康定,將從原來的6個小時左右縮短至3個多小時。

  (2017-09-26)


  港珠澳大橋主體貫通!新世界七大奇蹟這樣玩創新

  2017-07-08

  廣東名勝

  一橋飛架三地,粵港澳大灣區邁入大橋時代!

  7月7日,全長55公里、世界最長的跨海大橋——港珠澳大橋,迎來主體工程貫通。香港與珠海、澳門之間4個小時陸路車程,將縮短為半小時。

  隨着“大橋時代”即將到來,珠中江等珠三角城市紛紛佈局對接。他們為何這麼熱情?

  國家發展和改革委員會國際合作中心主任曹文煉説,大橋將大大加速地區人流、物流、資金流、信息流的流動,有利於拓展大珠三角的經濟腹地,推動粵港澳大灣區成為戰略性增長極。

  作為“新世界七大奇蹟”,港珠澳大橋背後有着怎樣的傳奇故事?今天,我們給你揭秘!

  大橋創下的“世界第一”

  外媒説這是“新世界七大奇蹟”

  作為世界建築史上的奇蹟,港珠澳大橋工程總量的一半需要試驗和突破界限,工程總量的15%實現了技術創新以應對特殊挑戰。

  英國《衞報》把港珠澳大橋評為“新世界七大奇蹟”。

  作為世界首例集橋樑、隧道和人工島於一體的超級工程,港珠澳大橋在伶仃洋中央鑽進海底,玩起了“消失”。

  “消失”的大橋,正是創下多項“世界第一”的海底沉管隧道。

  這條6.7公里長的隧道,由33節180米長、11.4米高、能滿足雙向六車並排行駛的的巨型沉管組成,是超級工程的“關鍵控制性工程”。

  也正因此,從設計之初,這項超級工程就為建設者們帶來了超級挑戰:

  如何在近50米處海底處鋪設1.3米厚、頂標高精度達4釐米的碎石壟?

  每節8萬噸的沉管,重量與中型航母相當,如何預製,如何拉運,並在海底完成“毫米級”的精準對接?

  應對超級工程的超級挑戰,需要全球一流的超級海工裝備。研發團隊輾轉奔赴各國,開始了一輪艱難的考察旅途,原本寄希望於從國外類似工程中尋找答案。

  海振華重工海上重工設計研究院生產設計所副所長何可耕是此次考察的親歷者之一,回國後,他和上海振華的研發團隊憑藉在海工裝備技術上的多年積澱,研發、設計和製造出了我國第一艘、世界最大的外海拋石整平船——“津平1號”。

  2012年7月,在轟鳴的禮炮聲中,“津平1號”正式下水。而在另一邊,國內唯一一艘沉管安裝船——津安3、津安2姊妹船也研製成功,為沉管安裝奠定基礎。

  萬噸級的管節一旦下水就停不下來,要保證對接精度,關鍵是“讓它慢下來”。經過無數次研究、試驗和總結後,何可耕帶領研發團隊實現了創新。

  借用了微寸動原理,在船上配置了8台大型絞車收放鋼繩,輔以寸動鈕及數位計時器,根據GPS系統反饋管節與基準線的偏差,以收放精度2.5釐米的節奏收放,管節最小移動速度實現每秒1釐米。

  “最終接頭海底穿針,沉管隧道滴水不漏。”港珠澳大橋管理局副總工程師鍾輝虹説。

  被逼出來的創新?

  用鋼量=修了60個“埃菲爾鐵塔”

  説起大橋的建設故事,可以説是上萬名大橋建設者,攻破一個又一個世界級難題堆出來的!

  8年間,成百上千項技術成果就此誕生。

  “工程師們每天要避開4000艘海船和1800多架航班的密集通行,用50萬噸鋼材建造全世界最長的鋼鐵橋樑。”央視紀錄片《超級工程》如是評價。

  “創新是被逼出來的。”島隧工程項目總設計師劉曉東説,超長的跨海距離、超深的海水深度、超級颱風、洋流衝擊和海浪衝刷等,一系列世界性的難題擺在建設者們的面前。

  橋樑工程CB03標段常務副經理張連江還記得,大橋首跨鋼箱梁在深海區成功架設的場景:巨大的鋼箱梁被吊起,持續3個多小時的調整後,才平穩落在墩台上,精度偏差在5毫米以內。

  “如果換成鋼混結構,重量將超過3萬噸,世界最大的浮吊也無法吊起,還會改變水域的生態環境。”張連江説,“而大橋的鋼箱梁是在工廠製作,再到海上安裝,解決了這一難題。”

  更大的挑戰來自整體吊裝的“海豚”鋼塔。

  105米高、3100噸重的鋼塔吊裝,要經歷180度翻身、起吊、空中豎轉、橫移就位、栓裝等一系列充滿挑戰的技術動作,難度可想而知。

  橋樑工程CB04標項目支部書記羅錦鴻告訴記者,颱風肆虐的海上,為了搶奪安全作業的氣象窗口,他們時常面臨幾天幾夜的連軸運轉。“在世界建橋史上,類似的大型鋼塔整體吊裝尚屬首次。”

  港珠澳大橋管理局總工程師蘇權科表示,作為國內首個在橋樑上部結構中大規模使用鋼箱梁的外海橋樑工程,港珠澳大橋的用鋼量相當於10個鳥巢,可修建60個埃菲爾鐵塔。

  大橋建設,帶起珠江西岸的裝備製造業旋風。

  “目前我們共為港珠澳大橋提供了120多根、總重達8300噸的鋼管樁,用於大橋橋墩的建設。”珠江鋼管(珠海)有限公司十二分廠副廠長許星星説。

  興業太陽能相關負責人介紹,大橋香港口岸旅檢大樓的玻璃幕牆既要求外觀漂亮,還要性能卓越。

  為了達到這些要求,興業太陽能反覆實驗。其中隔聲系統的隔聲量最高可以達到56分貝,而一般系統僅要求42分貝。

  快上橋!

  珠三角城市擁抱灣區

  快上橋!

  到港珠澳大橋上,可以看到粵港澳大灣區的好風光。

  一條大橋跨三地,珠三角各城市都在開始佈局,加快對接港珠澳大橋。

  珠海、中山、江門等珠江西岸城市紛紛佈局,尤其是在交通建設上力量很大,對接港澳輻射的戰略意圖明顯,或將成為粵港澳大灣區建設的看點之一。

  未來大橋通車後,珠海將成為唯一與港澳陸橋相連的城市。這從根本上改變珠海的產業、交通和城市發展格局,為珠海帶來全新的戰略發展機遇。

  來源:南方日報

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  (2017-07-08)