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建造超级工程港珠澳大桥背后利用了哪些先进科技?

耗资1200亿修建的庞大工程,港珠澳跨海大桥。修建这座大桥一共用掉49万吨的钢材和229万吨钢筋混凝土,这些材料足够修建10栋高达800米的迪拜塔。这座大桥总长48.3公里,其中包括6.7公里长的海底隧道和22.9公里长的跨海大桥。建成后驾车从珠海或澳门到达香港的时间由原来的4小时缩短到了30分钟,把香港、澳门、珠海三座城市紧密的连在了一起,给他们带来了更大的发展空间。

那么这样惊人的工程,中国工程师是如何做到的呢?虽然中国工程师们有了修建6座跨海大桥的经验,但在海中修建巨大的海底隧道是从来没有过的。工程师们首先需要找到一座岛屿来连接桥梁跟海底隧道,但现实是这片海域没有可以使用的岛屿。于是他们需要自己建造一座人工岛。由于造岛海域的海床上有20米厚的淤泥,如果采用常规抛石法或者重力式沉香,那么石头放上去就会滑走。
港珠澳大桥

想要避免这个问题就需要挖走这些多达800万立方米的淤泥,这些淤泥足够堆起3座胡夫金字塔。如果清理淤泥将会对海洋造成毁灭性的污染,因此工程师们需要想出更好的解决办法。于是圆缸桶围岛计划孕育而生,他们用特制的巨大的圆缸桶直接固定在海床上然后在里面填沙形成人工岛。这样一来就不用移走大量淤泥,并且也不会对海洋造成污染。不过这种圆缸桶尺寸惊人,每个钢筒直径23米,相当于一个篮球场高度。达到了55米有20层楼那么高,重量更是达到了560吨,跟一架空客380差不多。这种尺寸的钢结构制造,也将是一个难题。
港珠澳大桥

如何快速为人工岛制造120根重量接近600吨的巨大圆钢桶?这是距离上海市中心30公里的长兴岛。这里拥有中国最大钢结构制造工厂,每天都要进出数万吨的钢材。为了尽快完成人工岛的建造,他们只有8个月的时间来打造这120根圆钢桶。由于没有任何模具跟卷板机可以一次完成这个钢筒的制作,因此他们将原钢筒分成72个单元,最后再拼装起来。由于钢筒的制造要求误差不能超过3厘米,这对于55米高的钢筒来说是个巨大的挑战。
港珠澳大桥

不过这难不倒工程师们,他们制造了一个可以控制钢筒外形的内胆。在内胆的定型下就可以将拼接误差降到标准范围。在工厂的一角重达6万吨的钢板已经就位,这些钢板足以建造8座埃菲尔铁塔。接下来工程师们需要解决另一个难题就是如何在海底修建长达6.7公里的隧道。
港珠澳大桥

他们首先想到的就是在中国技术已经非常,成熟的盾构技术。但是由于盾构机对稳定性的要求比较高,他需要在更深的海床下面才能安全作业。这样一来人工岛就需要延长到1千米,那么就达不到10%的阻水率。阻水率的意思是建在海上的人工岛或者桥墩,会阻挡海里正常流动的泥沙,时间久了沉入海床的泥沙就会影响海洋环境并且阻塞航道。因此建造的岛屿要尽量避免阻挡海水的流。最后工程师们放弃了盾构技术,采用难度较大的沉管隧道。这样一来每个人工岛可以减少400米的,长度大大改善对海洋环境的影响。
港珠澳大桥

但是这种建造难度可以说在,世界上都是最难的,每一节沉管长180米,重量更是达到了76,000吨,相当于一艘航空母舰,工程师们打算由西向东,依次将沉管沉入海床之上,然后在海底进行无人对接,但是,想要制造航母般大小的混凝土沉管,隧道将是一项巨大挑战。

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