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头一回在电视上看见港珠澳大桥,很多人愣住了。
那桥架在海面上,一眼望不到头,像条长龙趴在水上。主持人报了个数字:55 公里。
55 公里是什么概念?重庆主城到长寿,走高速也就这个数——可那是陆地,这是海。底下没山没土,硬生生架起来的。
今天拆三个问题:为啥不干脆全修成桥?海底那段怎么修?海那么深、风那么大,凭啥不塌?
第一:为啥不一路架过去?中间非要钻到海底
因为海面上过不去。
这一段是珠江口的伶仃洋,两个约束卡死了:
- 一是航道:这里要通 30 万吨级的巨轮。桥要架得够高,桥墩还得少,不然船撞得上;
- 二是头顶:旁边就是香港国际机场,飞机起降有严格的净空限制,桥塔不能往高了建。
一边要船过得去,一边不许修太高——两个条件打架,只剩一条路:往海底钻。
于是有了港珠澳大桥最特别的设计:桥—岛—隧一体。在海中间造两座人工岛(东、西各约 10 万平方米),桥修到岛边"钻"进海里,从海底穿过去,再从另一座岛"钻"出来,接着又变回桥。
不是修不起桥,是这一段只能修隧道。
第二:海底那段怎么修?——33 节"航母",水下对吻
海底隧道全长约 6.7 公里,是世界最长的公路沉管隧道。
它不是挖出来的,是"放"出来的:先在岸上预制好巨型混凝土管节,再用船拖到海上,一节一节沉到海底预先整平好的基床上,首尾对接。
有多夸张:
第一节沉管,工程师们不眠不休花了 96 个小时才放置成功。最后一节对接精度到了毫米级——媒体管这叫"深海之吻"。
顺带一提:两座人工岛也不是慢慢填出来的。用的是世界首创的深插钢圆筒快速成岛技术,一百二十多个巨型钢圆筒直接插进海泥围成岛体,221 天成岛。
第三:海那么深、风那么大,凭啥不塌?
这才是真问题。伶仃洋一年有两百多天刮 6 级以上大风,台风是家常便饭。
大桥的答案是三道保险:
① 抗风——把共振"错开"。
桥梁界有著名的塔科马海峡大桥风毁事故,教训就是风引发共振。工程师反复做风洞试验,调整主塔与风涡的频率差,把抗风能力提到 16 级台风。2018 年超强台风"山竹"过境,大桥巍然不动。
② 抗震——给桥装"隔震垫"。
水下 190 个承台深埋进海床,安装巨型高阻尼橡胶隔震支座(单座承载力约 3000 吨),地震来了靠它吸收能量,保证主体在 8 级强震中完好。
③ 耐用——按 120 年设计。
全世界跨海大桥的普遍设计寿命是 100 年,港珠澳大桥是 120 年。难点不在钢材,在高温高湿高盐环境下的混凝土海蚀和桥面疲劳——工程师专门提取华南地区近 20 年的暴露试验数据,重新定了耐久性设计方程;关键焊缝用焊接机器人完成,把坡口钝边控制在 1–1.5 毫米。
另一件容易被忽略的事:这片海域生活着中华白海豚。为了少惊动它们,施工时把承台深埋进海床、尽量减少船舶和人员下海作业。如今这片水域的白海豚数量有增无减。
修得硬是本事,修得克制也是本事。
合起来:一座桥,把三地拧成了一小时
2018 年 10 月 24 日通车。香港到珠海、澳门的车程,从原来的 3 个多小时缩短到半小时左右。
从设计到建成,前后 14 年。
它也被英国《卫报》列为"现代世界七大奇迹"之一。
亮亮大叔说
港珠澳大桥,头回在电视上看见,我愣了半天。那桥架在海面上,一眼望不到头,跟条长龙趴在水上似的。主持人说五十五公里,我心想,五十五公里是啥概念?咱重庆到长寿也就这个数,那可是海啊,底下没山没土,硬生生架起来的。
以前去珠海,坐船晃晃悠悠,浪一大就晕。后来听说要修桥连香港澳门,我还跟人抬杠——海那么深,风那么大,咋个修?结果人家真修成了,还修得那么气派。
电视里放通车那天,车在上头跑,底下是海,我盯着屏幕看了好久。咱这岁数的人,年轻时出趟远门,火车坐几天几夜。现在一座桥,把三个地方连起来了。
心里就一个感觉:国家是真有本事了。
那些年在海里打桩、沉管的人,了不起。
来源标注
- 港珠澳大桥全长 55 公里、桥—岛—隧一体、人工岛面积、2018 年 10 月 24 日通车、车程缩短:新华社、中国网公开报道(2018 年)
- 海底沉管隧道 6.7 公里、33 节管节、单节尺寸与 8 万吨重量、深埋约 40 米、对接误差 2 厘米:新华网数据新闻、科普中国公开资料
- 抗 16 级台风、8 级地震、30 万吨巨轮撞击、设计寿命 120 年、用钢量约 42 万吨:中国网、中国青年网公开报道
- 深插钢圆筒快速成岛 221 天、风洞试验与高阻尼橡胶隔震支座、混凝土耐久性设计:新华网数据新闻(2021 年)
- 中华白海豚保护措施与种群数量变化:港珠澳大桥管理局公开信息
- 注:本文为科普向,仅涉及公开原理与成就,不涉及任何未公开技术细节;引用均 ≤150 字并标注出处。
你第一次在电视上看到港珠澳大桥是什么感觉?有没有在哪座桥上,突然觉得"这工程真了不起"?评论区聊聊——下期拆盾构机,讲讲地铁隧道是怎么在地下"穿山"的。
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