“现代世界新七大奇迹”之一港珠澳大桥建设中的科技智慧”

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10月23日上午，被誉为现代世界新七大奇迹之一的港珠澳大桥开通仪式在广东珠海举行。 10月24日上午正式开通运营。 大桥全长55公里，集桥、岛、隧道于一体，创造了沉管隧道最长、最大跨度、最大埋深、最大大体量的世界纪录，覆盖了目前岛隧道桥的众多尖端技术，是当今世界最具挑战性的工程之一。

港澳大桥从设计到建设前后14年，其背后有怎样的科技支撑呢？

世界最长的海底沉管隧道

天上有飞机，海上有轮船，夹在中间的港珠澳大桥怎么能不影响香港国际机场航线的飞行安全，满足伶仃洋航线30万吨轮船通航的需要呢？

港珠澳大桥设计团队提出了一个很有创意的方案:建设东西两体的工岛，建设海底隧道，连接隧道和大桥。 世界上最长的海底沉管隧道由33个巨大沉管组成，一根管道长180米，一根管道重约8万吨，沉在海底40米以上。

如此巨大的沉管如何沉降到海底实现对接？ 这需要浮动安装。 安装是指用拖船把沉管拉到桥附近，再用拧紧的方法横向、纵向移动沉管到安装位置，进行沉管安装。 为了保证浮运安装的成功，华南理工大学副教授赵成壁团队采用物理模型试验和数值模拟方法研究了隧道沉管段浮运、系泊和沉放等水上施工的关键问题。 这项研究还真的发现了问题。

发现在浅水海域，沉管在水流和波浪的作用下，纵向水流作用于管段造成的问题比较容易处理，但在横流的作用下，管段入海时，会产生横向倾斜和下沉，容易接触海底，极不安全。 小组成员王冬姬副教授说。 为了进一步验证这个实验的可靠性，小组进行了一次实验和计算。 最终为港珠澳大桥的浮运和下沉施工方案提供重要的技术支持。

在大桥主体安装中，钢箱梁桥面铺装代表桥梁建设的面子工程，提供车辆行驶的舒适安全。 我们放弃了昂贵的进口环氧沥青材料桥面铺装技术，选择了英国浇注式沥青铺装方案。 华南理工大学教授张肖宁表示，该方案施工效率低，根据该方案，完成铺砌工程需要5年左右。 他们创新性地提出gma施工方案，将施工效率提高十倍，并在半年内完成工程。 国内外首次建立力学相似的桥梁截肢尺模型。

打破了国内大桥百年的惯例

除了世界最长的大桥外，港珠澳大桥的设计采用寿命达到了120年，打破了国内大桥的百年规则。

处于海泥环境的钢管桩如何确保120年不损坏，对港珠澳大桥设计团队是一大挑战。 与特定的海泥环境相比，我们从涂层的耐渗透性、耐阴极剥离性等方面开发了新的涂料，处理了涂层的耐久性问题。 中科院金属研究所耐久性防护与工程化课题组研究员李京告诉记者，他们开发了新一代高性能环氧涂层钢筋，参与了大桥基础防腐涂装工程，保障了港珠澳大桥120年的耐久性设计要求。

复杂的海底结构、恶劣的自然环境、超长的跨距距离是对桥梁钢的巨大考验。 这个支撑特大型桥梁的高性能绿色桥梁钢，大部分是基于东北大学王昭东教授团队开发的新一代轧制控冷技术，由鞍钢集团生产的。

该工艺细化钢材组织35%以上，析出相尺寸减少25%以上，比较有效地满足了桥梁钢高强度和高韧性的诉求。 通过优化的成分设计+控制轧制+轧制后的超急冷组合拳，满足了桥梁的抗震和抗应变设计。

搭积木搭桥

港珠澳大桥组装得像积木一样。 工厂生产桥墩、桥面、钢箱梁、钢管桩等，组装到屈居的西式平静，才能实现大型化、工厂化、标准化、组装化的建设理念。

大钢箱梁被运到现场安装，安装误差必须控制在1厘米以内，各焊接不得超过2厘米，难度非常大。 伶仃洋上的许多台风，为了在台风来临前完成施工期，华南理工大学王荣辉教授团队在国内首次使用多工法、不对称、多塔斜拉桥的施工控制技术，完成了全球首个3100吨巨型电缆塔整体的施工。

今年强台风山竹登陆时，全国人民为港珠澳大桥捏一把汗时，它屹立不倒。 大桥之所以能够牢固地矗立，经受住里氏16级、里氏8级的地震，离不开科学的数据支持。

前期观测工作始于2007年。 通过现场波浪观测和拆除计算，达到潮汐潮流的长时间预报、台风等极端例子的工程拆除等目的。 华南理工大学的朱良生教授观测到了包括黑格尔在内的7个台风。 获取观测数据非常困难，有些设备需要依赖千吨以上的海事船只投入。 在台风季节进行为期三个月的同时观测。

人工岛的防风设计，用什么样的形状才能扛住强台风呢？ 小组通过反向探测1949年以来的所有台风，统计了50年一次的百年一次的台风强度，为桥面建设提供了参数。

此外，高韧性薄层沥青罩盖技术、水下结构止水、交通工程系统集成等技术应用，使港珠澳大桥成为名副其实的超级工程。 (记者叶青邓晓明通讯员华轩)