2018年10月24日,是中国受到全世界关注的日子,经过众多科技工作者多年科研自主攻关设计建造的港珠澳大桥于上午9时正式开通运营。港珠澳大桥是我国继三峡工程、青藏铁路、南水北调、西气东输、京沪高铁之后又一重大基础设施项目,东连香港,西接珠海、澳门,是集桥、岛、隧为一体的超大型跨海通道。大桥总长55 km,设计使用寿命120年。大桥的成功落成创下多项世界之最:
最长的跨海大桥
——全长55 km,是世界最长的跨海工程。
最长的钢结构桥梁
——建成钢结构桥梁约22 km,是世界上最大规模的钢桥。
最长的海底公路隧道
——海底沉管隧道全长6.7 km。
深埋最大的沉管隧道
——海底沉管隧道深埋覆盖22 m,是世界上深埋最大的沉管隧道。
最大的钢桥面铺装工程
——大桥整体钢桥面铺装5×105m2,是世界上最大规模的钢桥面铺装工程。
技术最复杂、施工难度最高、规模最大的跨海通道
——自然条件复杂、生态环保要求高;施工现场处于繁忙航道,安全管理难度大;一桥两制三地,技术标准不同;社会关注度高,协调、决策过程复杂。水文、气象、通航、航空、环保等多方面关系,种种问题的完美解决,造就了公路建设史上技术最复杂、施工难度最高、工程规模最大的跨海通道。
这一举世瞩目的成就与中国科技进步密不可分,其中涉及的多项关键技术突破彰显了我国科研人员的实力,而混凝土工程技术方面的突破尤为重要,其中:
(1)隧道采用沉管方案,海中沉管段总长5 664 m,混凝土工程采用混凝土标号C45,钢筋用量240 kg/m3;每个22.5 m节段砼量约3 415 m3,需在24 h浇注完成。
(2)海中桥梁全长约22.9 km,包括青州航道桥、江海直达船航道桥、九洲航道桥三座通航孔桥及其余约20 km非通航孔桥。
图2 预制隧道沉管
图3 大直径钢圆筒技术
图4 混凝土预制桥墩
图5 港珠澳大桥人工岛
由于岛隧工程全部沉浸在海水中,受氯离子侵蚀风险高,如何保证在如此严苛环境中主体部件120年的使用寿命,是摆在中国科研工作者面前的重大设计难题和挑战。经过刻苦攻关,工程采用高性能聚羧酸减水剂成功解决了混凝土的工作性与抗裂、耐久性要求间的矛盾,实现了1×106m3预制沉管混凝土以及7×105m3预制承台、墩身混凝土的高效、高质量制备,保障了工程120年设计使用寿命。
峥嵘岁月九余载,风雨兼程砥砺行。上千名科研工作者的匠心铸造,成就了港珠澳大桥的今日辉煌。
图6 混凝土预制桥墩海上吊装
(文中部分图片提供:港珠澳大桥管理局)