关于港珠澳大桥的“十万个为什么”

陈柏华

编者按：中华民族一直拥有悠久的历史，中国科技也曾为人类发展作出巨大的贡献：古有祖冲之领先世界1000年的推算圆周率小数点后第七位，有被称为东方医学巨典的李时珍的《本草纲目》，有中国古代的四大发明……而当今中国的科技水平也位于世界前列。在祖国70周年华诞之际，《知识就是力量》杂志也选取了部分重大科技成果，向祖国母亲致敬！

一桥飞架三地，天堑变通途。随着港珠澳大桥的正式通车，这条世界上最长的跨海大桥使穿梭港、珠、澳三地的交通时间大大缩短，构成“1小时生活圈”，大大促进了三地交流及大湾区发展。国内外媒体纷纷给这座伟大的大桥送上了关注与掌声。时至今日，关于港珠澳大桥的话题依然经久不衰。

问：港珠澳大桥建设都有哪些世界之最？

答：港珠澳大桥建设创下多个世界之最，这是一座人类建设史上迄今为止里程最长（总长约55千米，其中珠澳口岸到香港口岸约41.6千米）、投资最多（总概算超1000亿元）、设计使用寿命最长（120年）、施工难度最大、建设环境最复杂（恶劣）、技术最复杂、工程规模最庞大、海底沉管隧道最长、钢结构桥体最长、钢桥面铺装规模最大的跨海公路桥梁。

问：为什么港珠澳大桥要建一条海底隧道？

答：港珠澳大桥桥位穿越珠江主要航道伶仃西航道、铜鼓航道，大桥距离香港国际机场非常近，与机场南跑道距离约5千米，大桥在东人工岛航空限高为80米，西人工岛航空限高约为200米。东、西人工岛之间的航道船行密度大，随着国家经济持续增长和粤港澳大湾区建设，珠江航道远洋运输能力需求持续增长，需预留日后30万吨船舶进出珠江。如果全桥建成桥梁，桥面高度要超过80米，桥塔要超过200多米，这就不能满足机场航空限高的要求。

因此，为了同时满足珠江航道船行远期要求及机场航空限高要求，大桥工程师们在主航道修建海底隧道，让隧道深埋在海床里面。

问：为什么说港珠澳大桥是“新世界七大奇迹”？

答：港珠澳大桥跨越伶仃洋，东接香港特别行政区，西接广东省珠海市和澳门特别行政区，是在“一国两制”框架下、粤港澳三地首次合作建设的超大型跨海交通工程，整个项目包括海中桥隧主体工程、香港接线及香港口岸、珠海、澳门接线和珠海澳門口岸。建造标准采用三地就高不就低原则，双向六车道，行车时速100千米/小时。

主体结构物处于深厚软弱地层上，地层分布差异大，基岩埋藏在海床面下50～110米，抗震，全线阻水率要求严格，建设环境复杂（恶劣），处在珠江航运最繁忙区段，施工水域每天超过4000艘各类船舶航行，每年台风、大雾、强对流天气致使有效作业时间只有200天左右，大桥穿越中华白海豚保护区，环保要求高，设计施工难度在世界范围内首屈一指。

港珠澳大桥主体工程项目全长约29.6千米，采用桥岛隧组合方案，穿越伶仃西航道和铜鼓航道段约6.7千米为岛隧组合，是目前世界上最长的海底隧道，沉管隧道标准管节每节长180米，排水量约8万吨，是目前世界上最大的沉管隧道;主体工程22.9千米为桥梁，其中15千米是全钢结构钢箱梁，桥梁钢结构用钢量达42.5万吨，相当于10座鸟巢体育场或60座埃菲尔铁塔，是目前世界最长的钢铁大桥。桥面铺装是港珠澳大桥面临的又一项重大挑战，规模达70万平方米，其中50万平方米为钢桥面，是目前世界最大规模的钢桥面铺装工程。

问：港珠澳大桥是如何建造的？

答：由于港珠澳大桥是一座海中通道，其主体工程的桥梁、人工岛与隧道全部在海洋环境里，平均每年4个以上台风直接影响珠江口项目所在地，陆地建造技术难以适应。

鉴于环境保护、安全风险、海上通航以及紧张工期的重重压力，采用哪种可行、可靠的方案来快速、安全、环保及高质建成项目无疑考验着大桥工程师的智慧。

在多重局限条件下，“四化”理念在初步设计阶段被工程师大胆而鲜明地提出—整个项目全程贯彻大型化、标准化、工厂化、装配化。这个“四化”理念的含义就是：将海上通道项目分解成大型化的构件，这个构件尽可能设计成标准、通用规格，然后在陆地工厂内进行流水线的批量生产，再利用大型设备进行海上运输、安装，整个工程就像“搭积木”一样组装而成。这个理念对整个设计、施工都起到了决定性的影响与引导作用。