历时8年,今天,全长55公里的港珠澳大桥主体工程实现全线贯通。它是全球第一例集桥、岛、隧道为一体的跨海大桥,被外媒称为“新世界七大奇迹”之一;作为世界最长的跨海大桥,它在国际顶尖桥梁专家眼里,是“全球最具挑战的跨海项目”;它因综合技术难度世界首屈一指,而被称为交通工程中的“珠穆朗玛峰”。
今天,我们走近大桥背后的一个重要人物——港珠澳大桥主体工程总工程师苏权科,听听为大桥奔波了14年的他,如何讲述建桥背后的故事。
Eternal Hope-Clinton Ngan
过零丁洋
文天祥
辛苦遭逢起一经,干戈寥落四周星。
山河破碎风飘絮,身世浮沉雨打萍。
惶恐滩头说惶恐,零丁洋里叹零丁。
人生自古谁无死,留取丹心照汗青。
1279年,南宋爱国诗人文天祥在过伶仃洋时写下“零丁洋里叹零丁”。1840年,鸦片战争在珠江口掀起巨浪,烙下了民族记忆的一道伤疤。如今,这座拥有世界最大的沉管隧道和世上最长跨海大桥的跨海集群工程,横架在了伶仃洋之上,成为人类工程史上的一个奇迹。
苏权科总工程师说:“在伶仃洋上建桥,除了进行创新以外,也是争一口气,我们建桥也不能总是输给外国人。”
《在伶仃洋上打一枚“中国结”》
《开讲啦》演讲者/港珠澳大桥总工程师 苏权科(有删改)
伶仃洋作为中国重要的经济发展区,竟一座桥都没有。
从上世纪80年代初,提出要在伶仃洋上建一个跨海通道的设想,到现在已经过去了34年。为什么要建这么一座桥呢?一是给珠江东西岸建立连通,使产业互补;二是为香港找一个往珠江西岸辐射发展的腹地。另外,美国西海岸有个靠近旧金山的湾区,斯坦福、硅谷都在那里。这个湾区的宽度、长度跟我们伶仃洋很相像。湾区从发展初期,到上世纪六七十年代,共完成了5座桥。而伶仃洋是中国经济发展很重要的地方,却连一座桥都没有,所以建桥非常有必要。
我们在三地选了13个人,一起做了7年的前期论证。
但是建这么一座桥是很难的。从虎门口到珠江出海口的伶仃洋,有60多公里。以前没做过任何建筑,地质、水文、自然灾害等情况我们都不清楚。而且连的是香港、澳门和广东,政治制度,管理体制,包括技术标准等都不一样。
我们在三地范围内选了13个人,香港、澳门还有两位兼职,建立了一个叫“前期工作协调小组办公室”的团队,一起做了7年的前期论证。
当时澳门方面很纠结,如果建个高架桥,澳门就“两半”了,以后发展修路都是问题。
第一个问题,就是路线怎么走。当时考虑到香港的物流发展,定了香港机场旁的散石湾;广东省则考虑带动横琴的发展,但横琴岛在澳门西边。澳门很小,就一个澳门半岛,加氹仔岛和路环岛。当时澳门方面就很纠结,如果上面建个高架桥,澳门就“两半”了,以后的发展、修路等都是问题。
于是我们沿着澳门的沿海岸,从头至尾跑了一遍,但还是没成果。当失望地往回走时,发现在澳门口岸和拱北口岸之间有块好地方。来回丈量了几步,有六七十米。于是商量说,能不能从这地底下穿过去。穿过拱北后,再从前面出来连到陆上,不影响澳门,还可以通过横琴大桥连接到横琴。这样,路线走向才定了下来。
300多次出海跟踪,30万张照片,将1200多头白海豚进行标识。
但路线走向刚定,就发现要穿过一个新公布的中华白海豚保护区。于是我们就开始研究,建工程对白海豚有什么影响,如何保护它们免受影响……经研究人员300多次出海跟踪,拍摄30万张照片,把将近1200头白海豚进行标识,才将它们的习性全摸清。然后我们研制出一套应对措施,把保护白海豚的问题解决了。
通航30万吨的油轮,就要有30米的空间,挖槽要挖到50米,深埋沉管。
一般来说,我们建桥有一定的经验,而且大部分的装备也有,所以能建桥尽量建桥。但伶仃洋的主航道,刚好在香港机场的起落线下,所以要建大跨径桥梁的话,会影响它的起落线。另外,航道是个黄金水道,每天有4000多艘船要过,所以如果大跨径桥梁建不成,就不能满足通航要求。最后决定这个地方建隧道。
△效果模拟图
建沉管隧道,通常贴着海床面挖个槽,把它放下去埋住就行了,这样的受力非常好,因为它本身有浮力,而且对地基要求也不高。但我们要通航30万吨的油轮,它要求富余水深,要有30米的空间,挖槽要挖到50米,要深埋沉管。深埋以后,上面有十几米到二十米的覆盖层,这时候荷载大了,对地基要求也高了。
将EPS研究出来时,被告知侵权,我们只得再研发其他系统替代。
这样的深埋沉管,国际上其实都接近禁区。有些技术都没有,但也有一些技术国外有,对我们封锁。有个叫EPS(遥控水下调节架)的设备,可以在水下把沉管放下去后自动调整对接。第一次研究出来,经过评审要去制造的时候,国外某个公司马上出来表示这个侵权,他们已经申请了技术保护。所以逼得我们得自己再研发另外的安装系统来代替它。
△效果示意图
2013年5月2号,我们第一个沉管预制好以后,拖到海上进行安装对接。尽管提前做了很多演练,但仍旧相当困难,前后对接了两次,90多个小时,依旧没成功。为了不留遗憾,我们又试了一次,终于在历经96个小时后,成功安装。
我们从90年代开始,就一直在做耐久性研究,保证了港珠澳大桥120年的设计使用寿命。
我们在华南地区有个研究单位,从90年代开始,就一直在做耐久性研究。于是我们设计方案时,就有二十几年的数据,可以建立自己的耐久性设计方程,叫“港珠澳模型”,这样就把120年的混凝土结构耐久性问题解决了,港珠澳大桥才能够有120年的设计使用寿命。
经过14年的努力,我们形成了一个《港珠澳大桥专用技术标准体系》,进一步完善后有望能形成中国桥隧工程的一个新标准。粤港澳(大)湾区,其实就是“海上丝绸之路”的一个起点。希望通过港珠澳大桥的建设,使中国的桥梁以及中国的标准也能够走向世界。
△《开讲啦》苏权科:《在伶仃洋上打一枚“中国结”》
从1983年第一次提出港珠澳大桥构想,到2003年立项,再到2009年动工,至今已有34年。整个团队在研发过程中,挑战了一个又一个“不可能”。在中国桥梁建设尚且未达到世界领先水平的条件下,不断攻坚克难,建成了令世界为之震撼的港珠澳跨海大桥。
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图自视觉中国
资料整合自央视新闻、《开讲啦》
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本期监制/唐怡 主编/李浙 编辑/李嘉欢