10月23日上午，被稱(chēng)為“現代世界新七大奇跡”之一的港珠澳大橋開(kāi)通儀式在廣東珠海舉行。10月24日上午將正式通車(chē)運營(yíng)。大橋全長(cháng)55公里，集橋、島、隧于一體，創(chuàng )造了沉管隧道“最長(cháng)、最大跨徑、最大埋深、最大體量”的世界紀錄，涵蓋了當今世界島隧橋多項尖端科技，是當今世界最具挑戰性的工程之一。

　　港珠澳大橋從設計到建設前后歷時(shí)14年，這背后有著(zhù)什么樣的科技支撐呢？

　　世界最長(cháng)的海底沉管隧道

　　天上有飛機，海上有輪船，夾在中間的港珠澳大橋如何才不會(huì )影響鄰近香港國際機場(chǎng)航線(xiàn)的飛行安全，又能滿(mǎn)足伶仃洋航道30萬(wàn)噸輪船通航的需要呢？

　　港珠澳大橋設計團隊提出了一個(gè)極富創(chuàng )造力的方案：建造東西兩個(gè)人工島，修建一段海底隧道，將隧道與大橋連接起來(lái)。這條世界最長(cháng)的海底沉管隧道由33個(gè)巨型沉管組成，每節管道長(cháng)180米，單節重約8萬(wàn)噸，且沉到海底40多米。

　　如此巨大的沉管要怎樣才能沉降到海底實(shí)現對接？這就需要浮運安裝。所謂浮運安裝，即是用拖船將沉管拖運到橋位附近，再用絞錨方式進(jìn)行橫、縱移沉管至安裝位置并進(jìn)行沉放安裝。為保證浮運安裝成功完成，華南理工大學(xué)的趙成璧副教授團隊采用物理模型試驗和數值模擬方法對隧道沉管管段浮運、系泊與沉放等水上施工的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究。這一研究，還真發(fā)現問(wèn)題。

　　“實(shí)驗發(fā)現，在淺水海域，沉管在水流和波浪的作用下，縱向水流對管段的作用所引起的問(wèn)題比較容易解決，但若遇橫流的作用，管段一放進(jìn)海里，就會(huì )產(chǎn)生橫傾與下沉，并容易觸碰到海底，極其不安全�！眻F隊成員王冬姣副教授說(shuō)。為了進(jìn)一步驗證該實(shí)驗的可靠性，團隊一遍遍進(jìn)行實(shí)驗與計算。最終為港珠澳大橋的浮運與沉放施工方案提供重要的技術(shù)支持。

　　在大橋主體安裝中，鋼箱梁橋面鋪裝代表橋梁建設“面子”工程，它提供車(chē)輛行駛的舒適安全�！拔覀冝饤壛藘r(jià)格高昂的進(jìn)口環(huán)氧瀝青材料橋面鋪裝技術(shù)，選擇了英國澆注式瀝青鋪裝方案�！比A南理工大學(xué)張肖寧教授說(shuō)，“但該方案施工效率低，按照此方案，需要5年左右的時(shí)間才能完成鋪裝工程�！彼麄儎�(chuàng )新性地提出GMA施工方案，將施工效率提高10倍，半年內完成工程。并建成國內外首個(gè)能夠滿(mǎn)足力學(xué)相似的橋梁截斷足尺模型。

　　打破了國內大橋“百年慣例”

　　除了是世界最長(cháng)的大橋，港珠澳大橋的設計使用壽命長(cháng)達120年，打破了國內大橋的“百年慣例”。

　　位于海泥環(huán)境中的鋼管樁如何確保120年不損壞，這對港珠澳大橋設計團隊提出極大的挑戰�！搬槍μ囟ǖ暮Ｄ喹h(huán)境，我們先后從涂層的抗滲透性、耐陰極剝離性等著(zhù)手研制新型涂料，解決涂層的耐久性問(wèn)題�！敝袊�科學(xué)院金屬研究所耐久性防護與工程化課題組負責人李京研究員告訴記者，他們研制出新一代高性能環(huán)氧涂層鋼筋，并參與大橋基礎的防腐涂裝施工，保障了港珠澳大橋120年耐久性設計要求。

　　復雜的海床結構、惡劣的自然環(huán)境、超長(cháng)的跨度距離，對橋梁鋼是一個(gè)巨大考驗。支撐起這座特大型橋梁的高性能綠色橋梁鋼，大部分是基于東北大學(xué)王昭東教授團隊研發(fā)的基于新一代控軋控冷工藝，由鞍鋼集團生產(chǎn)。

　　該工藝使鋼材組織細化35％以上，析出相尺寸減少25％以上，有效滿(mǎn)足了橋梁鋼高強度和高韌性的需求。通過(guò)優(yōu)化的“成分設計+控制軋制+軋后超快冷卻”組合拳，滿(mǎn)足了橋梁的抗震和抗應變設計。

　　“搭積木”拼裝出大橋

　　港珠澳大橋像“搭積木”一樣拼裝出來(lái)。先在工廠(chǎng)里把橋墩、橋面、鋼箱梁、鋼管樁等生產(chǎn)出來(lái)，等到伶仃洋風(fēng)平浪靜時(shí)再組裝起來(lái)，首次實(shí)現“大型化、工廠(chǎng)化、標準化、裝配化”建設理念。

　　“大鋼箱梁運到現場(chǎng)安裝，安裝誤差必須控制在1公分以?xún)�，每個(gè)焊縫不能超過(guò)2公分，難度非常大�！绷尕暄笊隙嗯_風(fēng)，為了趕在臺風(fēng)來(lái)臨前完成施工期，華南理工大學(xué)王榮輝教授團隊在國內首次采用多工法、不對稱(chēng)、多塔斜拉橋的施工控制技術(shù)，完成世界首次3100噸巨型鋼索塔整體施工。

　　今年強臺風(fēng)“山竹”登陸時(shí)，當全國人民都為港珠澳大橋捏一把汗時(shí)，它穩固屹立。大橋之所以能牢牢“站穩”，抗16級臺風(fēng)、8級地震，離不開(kāi)科學(xué)的數據支撐。

　　“前期周年觀(guān)測工作早在2007年就已開(kāi)始。通過(guò)現場(chǎng)波浪觀(guān)測和分析計算，從而實(shí)現潮汐潮流長(cháng)期預報、臺風(fēng)等極端個(gè)例的工程分析等目的�！比A南理工大學(xué)朱良生教授總共觀(guān)測出包括“黑格爾”在內7個(gè)臺風(fēng)�！澳玫接^(guān)測數據非常困難，部分設備需要依靠千噸以上的海事船進(jìn)行投放。并在臺風(fēng)季節開(kāi)展為期3個(gè)月的同步對比觀(guān)測�！�

　　人工島的防風(fēng)設計，應該采用什么形狀才更能扛強臺風(fēng)呢？團隊通過(guò)對1949年以來(lái)所有臺風(fēng)進(jìn)行反偵，統計出“50年一遇”“100年一遇”的臺風(fēng)強度，為橋面建設提供參數。

　　此外，高韌薄層瀝青罩面技術(shù)、水下結構止水、交通工程系統集成等技術(shù)應用，使得港珠澳大橋成為名符其實(shí)的“超級工程”。

　�。�科技日報廣州、沈陽(yáng)10月23日電）