港珠澳大橋背後的科技支撐
光明日報記者 王忠耀 吳春燕
一聽入境珠澳大橋即將開通的消息，來自北京寬凳科技的技術人員躍躍欲試，希望載有高精地圖採集設備的測繪車早日駛上大橋，讓這項“世紀工程”儘快出現在他們繪製的國內首張高精地圖上。作為我國又一交通工程奇跡，科技與創新的不斷碰撞是這座大橋與生俱來的基因與烙印。
中國製造支起世界之最
港珠澳大橋被英國《衛報》譽為“新世界七大奇跡”之一。有人評價，它是交通工程界的“珠穆朗瑪峰”。對於這座目前世界上綜合難度最大的跨海大橋而言，每項榮譽的背後，都是一組組沉甸甸數據的支撐。
全長55公里，世界總體跨度最長的跨海大橋；海底隧道長5.6公里，世界上最長的海底公路沉管隧道；海底隧道最深海平面下46米，世界上埋進海床最深的沉管隧道；對接海底隧道的每個沉管重約8萬噸，世界最重的沉管；世界首創的深插式鋼圓筒快速成島技術。
此外，大橋還囊括了世界首創主動止水的沉管隧道最終接頭、世界首創橋—島—隧集群方案、世界最大尺寸高阻尼橡膠隔震支座、世界最大難度深水無人對接的沉管隧道等多項世界之最。
曾參與指揮建設東海大橋、杭州灣大橋等工程的老橋梁專家譚國順用“集大成者”來形容港珠澳大橋。他表示，“世界之最”的背後，是港珠澳大橋在建設管理、工程技術、施工安全和環境保護等領域填補諸多“中國空白”乃至“世界空白”，進而形成一系列“中國標準”的艱苦努力。
港珠澳大橋打破了國內通常的“百年慣例”，制定了120年的設計標準。在海洋地質標準的技術、工藝無法滿足施工需要的情況下，中國科研人員依靠1986年以來湛江地區累積形成的海洋水文數據攻克了大量技術難題，並結合伶仃洋實際，創造性地提出了“港珠澳模型”等一整套具有中國特色、世界水準的海洋防腐抗震技術措施，最終保障了“120”指標的達成。
“我們採用了當前世界上最好的高性能環氧鋼筋、不銹鋼筋、高性能海工混凝土、合理的結構、工廠化製造等，集目前國內國際最好的耐久性技術，來保證港珠澳大橋達到120年的使用標準，這在中國也是絕無僅有的。”港珠澳大橋總設計師孟凡超自豪不已。
整合“橋、島、隧”，瞄準高精尖
早在大橋尚在設計階段時，就面臨既要保障珠江口伶仃洋主航道繁忙時候超過4000艘輪船的絕對暢通，同時還要保證所在海域附近香港機場每天1800多架航班的正常起降的“硬門檻”。為了克服這兩點，就得建造海底隧道。而要連結大橋與隧道，就不得不建人工島，因此橋、島、隧缺一不可。
“隧道出來出了水面不能直接接到橋，就必須有一個人工島。人工島就是橋搭在人工島上，人工島上再伸到海底去，這樣就是一個橋梁和隧道轉化的人工島，由此形成了一個橋島隧組合的方案。”港珠澳大橋管理局總工程師蘇權科回憶，當初大橋幾乎是被“逼”成為世界最大規模的橋島隧集群工程。
“從規模上來說，這是個巨型化的規模，世界級的工程，是國際上最大的一個單體跨海交通項目，集橋、島、隧于一體。這是我們過去沒有碰到過的，在國際上也是極罕見的橋島隧一體、或者說多專業整合的跨海工程。”孟凡超表示。
港珠澳大橋全長6.7公里的海底沉管隧道由３３個巨型沉管組成，每節管道長180米，僅單節沉管就重達8萬噸。“島隧工程是我國首條外海沉管隧道，也是世界唯一的深埋隧道。作為一個開創性的工程，施工條件極為複雜，極具挑戰性，沒有經驗可以借鑒。”港珠澳大橋島隧工程總監辦總監胡昌炳說。
在這種情況下，“深插式鋼圓筒快速成島”這一在世界範圍內都屬首創的新技術被正式提出。根據設計，120個巨型鋼筒被直接固定在海床上插入海底，然後在中間填土形成人工島。每個圓鋼筒的直徑22.5米，幾乎和籃球場一樣大。其高度55米，相當於18層樓的高度。
另外，大橋深水無人對接的公路沉管隧道同樣堪稱世界最大難度，沉管在海平面以下13米至48米不等的海底無人對接，對接誤差必須控制在2釐米以內。
“凝聚著全體建設者智慧和心血，融入了全體建設者精神和靈魂的港珠澳大橋未來120年甚至更長時間將屹立於珠江口伶仃洋上，見證粵港澳三地的融合與發展，見證祖國的強盛。”面對9年多來披荊斬棘、攻堅克難無數的大橋，港珠澳大橋管理局局長朱永靈深情不已。
整體設計和關鍵技術全部自主研發
400多項新專利，7項世界之最，整體設計和關鍵技術全部自主研發，科研創新可謂港珠澳大橋建設中的題中之義。在這一大國重器的背後，不光有千千萬萬建設者的汗水，更有不少為其提供強有力科技支撐的團隊。
不久前，橫亙在伶仃洋面上的大橋經受了強颱風“山竹”的考驗，不但主體橋梁、海底隧道、人工島，就連橋面上護欄、路燈都安然無恙，再次刷新了中國製造的水準。在這一成就的背後，清華大學土木工程系教授李克非團隊對於長期耐久性設計的攻關貢獻良多。經過一年多時間的反覆論證，李克非和他的團隊的設計成果凝結為港珠澳工程混凝土構件的耐久性品質控制指標。
2010年，大病初愈的華南理工大學教授張肖寧收到了港珠澳大橋管理局的委託，受命承擔港珠澳大橋16公里連續鋼箱梁和大跨徑鋼箱梁結構橋梁的瀝青鋪裝技術研究任務。“鋼箱梁橋面鋪裝是路面工程中極為特殊的鋪裝類型，是直接提供舒適安全的車輛行駛條件的重要工程，是代表橋梁建設水準的‘面子’工程。”張肖寧說。
華南理工大學派出導師，利用節假日等休息時間在工程營地報告廳內為大橋建設者上課，在7年多的時間裏為大橋島隧工程項目培養了56位工程碩士。
“世紀工程的完工，超級難題的解決，是千千萬萬的人努力的結果。”李克非表示。在大橋設計和建造的14年當中，共有21家企事業單位，以及清華大學、華南理工大學、同濟大學、西南交通大學、東南大學、南京大學、長安大學、中山大學等8所高等院校，在包括水文、氣象、地質、地震、測繪、環境等各方面展開了51項專題研究。
如今，中國的橋梁和高鐵一樣，已經成為中國走向世界的一張名片。而隨著這張名片一同遞出的，是我們身為國人的自信心。
《光明日報》（ 2018年10月24日 08版）
