“同濟智慧”凝聚在世界級港珠澳大橋

2018-10-25 09:05:33|來源:文匯報|編輯:彭麗 |責編:劉徵宇

  原標題:從“20後”院士到“80後”青年骨幹悉數上陣,覆蓋地下、橋梁、建工等多個學科“同濟智慧”凝聚在世界級港珠澳大橋

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按照同濟大學的相關技術,採用圓鋼筒成島,大橋東西兩個人工島成島僅用了七個月時間。新華社發

  港珠澳大橋集400多項新專利、7項“世界之最”于一身,大橋建設的每一步,都離不開強有力的科技支撐。其中,大橋上留下的“同濟元素”,今天回想起來仍令人激動無比。

  她是當之無愧的國之重器!歷時九年建設,全長55公里,被稱為“工程界的珠峰”的港珠澳大橋終於通車了。

  作為世界總體跨度最長、鋼結構橋體最長、海底沉管隧道最長的跨海大橋,港珠澳大橋不僅是當之無愧的超級工程,也是世界橋梁建造史上一項超級難的工程——這座大橋集400多項新專利、7項“世界之最”于一身。

  大橋建設的每一步,都離不開強有力的科技支撐。其中,大橋上留下的“同濟元素”,今天回想起來仍然令人激動無比。

  這是記者昨天到同濟大學採訪時獲取的一手資料:直接參與港珠澳大橋建設的同濟專家團隊有七八支之多,從“20後”院士到“80後”青年骨幹悉數上陣,覆蓋地下、橋梁、建工等多個學科。在以建築、橋梁和隧道建設而聞名的同濟大學,為一項工程派出如此龐大的專家陣容,史無前例!

  可以説,港珠澳大橋最難的幾大技術節點上,都有同濟人的貢獻。

  世界惟一深埋隧道,在無施工先例的前提下開建

  橫臥在伶仃洋上的港珠澳大橋,主體工程包括22.9公里的橋梁、6.7公里的海底隧道以及連接隧道和橋梁的東西人工島。

  按照業內人士的看法,由於中國此前已經承擔了為數眾多的大跨度橋梁建設,積累了相當的建造能力,所以這座大橋真正的施工難點主要有兩個:一個是海底隧道,另一個就是人工島。

  港珠澳大橋海底沉管隧道由33個巨型沉管組成,每節管節長180米,僅單節沉管就重達8萬噸。可以説,大橋的島隧工程不僅是我國首條外海沉管隧道,也是世界惟一深埋隧道,施工條件極為複雜,幾乎沒有經驗可供借鑒。

  每節8萬噸的沉管如何舾裝浮運?萬一沉管沒接好,漏水了怎麼辦?這麼長的沉管在海底,是否會發生沉降?萬一遇上地震又該如何應對?諸多難題被擺到了同濟專家團隊的面前。

  同濟大學教授丁文其長期從事隧道建設技術研究。當初,在把脈港珠澳大橋時,他一口氣羅列出了沉管隧道建設可能遇到的十多種技術風險,包括地基不均勻沉降、大回淤、高水壓、潮水變化、混凝土收縮徐變等。

  2011年5月港珠澳大橋沉管隧道建設之初,丁文其團隊就承擔了“沉管隧道接頭張開位移量控制技術研究”這一重要課題。此後兩年多時間,他多次到施工現場,計算了數百種組合工況下沉管隧道的接頭張開位移量,確定了相關控制指標。

  除了解決施工技術難題,躺在海裏的沉管隧道,還要經得起地震考驗。“沉管隧道在地震條件下安全性的試驗研究,日本和歐美此前都開展過,但像港珠澳大橋這樣的超長海底隧道的地震反應,在國際上尚未見到研究成果。”同濟大學教授袁勇組建了另一支攻堅團隊,專門研究沉管隧道的抗震安全。

  值得一提的是,這項工作之所以只能由“同家軍”承擔,是因為同濟校園內有一項做如此大規模實驗所必需的科研利器——由四座振動臺組合而成的 “同濟大學多點振動實驗中心”,為國內振動臺承載能力之最,也是世界上規模最大的振動試驗中心。

  經過千百次實驗,一項項技術難關被攻克,最終,袁勇團隊拿出了“海外厚軟基大回淤超長沉管隧道設計與施工關鍵技術”的抗震方案。

  把論文寫在祖國大地上,關鍵領域彰顯“同濟智慧”

  港珠澳大橋採用的隧橋模式,直接決定了隧橋轉換就得在汪洋大海中建設人工島。

  構建人工島,傳統方式是海中選址圍堰,拋石成堤,然後抽幹堰內積水,築建成島。但這樣會對附近水域的白海豚造成危害,且影響這條繁忙水道的航行。與之相比,另一種更優化的方式就是先打樁,用擠密砂樁圈起圍堰,抽幹水然後再築島。不過,這需要技術支持。

  所幸,同濟大學教授馬險峰的相關研究成果,支撐了擠密砂樁設計中若干難題的解決。“如果使用常規技術,建造這樣兩個人工島起碼要一年半,而按照我們的技術採用圓鋼筒成島,東西人工島成島僅用了七個月時間。”馬險峰驕傲地説。

  從最初的方案設計、規劃,到後來的施工、建設……港珠澳大橋建設的每一個環節,都有幾代同濟學者的身影和貢獻。

  大橋隧道建設過程中,年逾九旬的中國科學院院士、同濟大學教授孫鈞和白雲教授,曾十余次趕赴港珠澳大橋指揮部“望聞問切”。孫鈞院士的學生、同濟大學教授徐偉,在關鍵時刻勇挑重擔,從荷蘭公司手裏“截”下了大橋島隧項目的復核與審查工作。原本,按照荷蘭公司的報價,諮詢費高達15億元。在孫鈞院士等專家的指導下,徐偉團隊以“不足荷蘭公司開價九牛一毛的成本”,完成了核心技術的自主研發。在大跨度橋梁抗風領域具有豐富經驗的同濟大學葛耀君教授也通過風洞試驗,為港珠澳大橋大跨度三大通航孔橋之一的青州航道橋提供了可靠的技術方案。

  到同濟大學採訪時,不少學者告訴記者,在港澳珠大橋管理局、港珠澳大橋澳門口岸管理區等橋梁管理部門,也有一批同濟校友的身影。可以説,港珠澳大橋上所有的 “同濟元素”和 “同濟智慧”,無不是對這所高校人才培養品質的肯定。

  把論文寫在祖國大地上,這才是同濟人最引以為豪的地方。

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