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港珠澳大桥上的“陕西智慧”

核心提示: 在港珠澳大桥建设过程中,陕西人、陕西毕业生及陕西科研团队全面参与了包括设计、科研、施工、管理等各个方面的工作,为大桥的建设运营做出了突出贡献,为一个伟大时代的伟大工程贡献了“陕西智慧”

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港珠澳大桥人工岛

港珠澳大桥,这座史上建设里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁项目,以其55公里的总长度,成为全球最长的跨海大桥,也是我国继三峡工程、青藏铁路、南水北调、西气东输、京沪高铁之后又一重大基础设施项目,英国《卫报》将港珠澳大桥评为“新的世界七大奇迹”之一。

在港珠澳大桥建设过程中,陕西人、陕西毕业生及陕西科研团队全面参与了包括设计、科研、施工、管理等各个方面的工作,为大桥的建设运营做出了突出贡献。为世界贡献更多的“中国方案”和“中国标准”,也为一个伟大时代的伟大工程贡献了“陕西智慧”。

一场激烈的科技会战

沉管成隧,跨海架梁。伶仃洋上,长虹卧波。举世瞩目的港珠澳大桥,云集了国内交通建设领域的顶尖团队参与建设。数万名建设者在伶仃洋上栉风沐雨、艰苦奋战的背后,是全国200多家科研单位、上千名科技工作者的挑灯夜战、孜孜以求。

大桥地处台风、航运、海事安全、环保、景观、航空管制等诸多因素约束的伶仃洋区域,建设条件复杂,设计寿命120年,建桥条件近乎苛刻。港珠澳大桥最终选择的桥、岛、隧相结合的设计,保证了各方面限制条件的要求,由此,港珠澳大桥也成为当今世界综合建设难度最大的跨海大桥工程。

这座宏伟的大桥,它的桥墩、桥身都是在岸上整件制造,然后组装拼接而成的。就如同儿童搭积木一般,只不过,在天地间搭建这样的“大桥积木”,要严丝合缝,其难度是巨大的,考验的是科研人员的智慧,体现的是国家的制造能力。

这座全钢型结构大桥,总用钢量达42万吨,相当于10个北京鸟巢体育馆的用钢量。这42万吨钢由巨型制造设备生产完成,由巨轮运往现场,再由多艘巨型浮吊船合力吊装。

在焊接桥梁钢组件过程中,为了解决单独人工一个焊点缝一个焊点缝焊接可能带来的受热不均问题,港珠澳大桥首创多个机器人同时焊接的自动化生产线世界纪录。

海上“搭积木”,其技术难度涉及主体结构、人工岛建设、大规模工业化制造、水下结构止水技术、海上装配化埋置式承台施工等,为此,国家科技支撑计划从2010年起,启动了“港珠澳大桥跨海集群工程建设关键技术研究与示范”项目,科技攻关涉及了大桥建设的各个方面,对大桥的建设真正发挥了科技支撑作用。

而在海底的施工,则是靠科技“巨手”,在计算机的引领下,干着如同绣花般的精细活儿。海底隧道的入口和出口,是两座人工岛。每座面积相当于3个足球场大小,科技“巨手”一次性把直径为22米的120个巨型钢圆筒插入海底,然后在中间填土一次成岛,仅用半年时间,两个人工岛便拔地而起。

水中的隧道,是由38米宽的33节钢沉管拼接组成,每一节沉管的重量达8万吨,相当于一艘航空母舰,在海底,要将他们分厘不差地拼接起来,在连接处,哪怕有丝毫超过误差,都会造成漏水、渗水,其难度不亚于航天器的交会对接。而这些科技“巨手”从挖槽、平整到铺装,干得十分漂亮。

制定标准的陕西“总导演”

港珠澳大桥由三地政府共同出资,三地设计规范体系不相同,而大桥作为统一的整体,必须执行统一的技术标准,以满足三地规范和要求。设计和建造要考虑台风、航运、海事安全、景观、水文环境等多方面因素,在规定的工期内完成这项超级工程,几乎是个不可能完成的任务。

把这个“不可能完成任务”变成世界一流的超级工程,最关键的就是“总导演”。而港珠澳大桥的“总导演”就是总工程师苏权科,这个生于陕西岐山故郡镇渚村,学成于原西安公路学院(长安大学前身)的地道陕西人。

筹备7年,施工7年,苏权科先后组织开展了80余项专题研究工作。为了能够编制出适合的技术标准体系、科研规划纲要、设计咨询管理办法、质量管理方案,苏权科飞赴世界各地拜访世界级领军人物,观摩了上百座名桥。组织审查了几十万张图纸,反复论证修改了几百本设计施工方案。施工中,他和团队工作人员严把质量关,敦促几十家同时施工的单位紧密配合,避免延误工期。

十几年来,苏权科在全国二三十个城市来回跑,推动各个领域的最新科研成果在港珠澳大桥上得到集成。单是主持和组织大大小小的技术论证会就将近1000场,工作起来没日没夜,十几年来,他几乎没有睡过一场午觉。

作为各项技术标准、施工工艺的最终审定人,苏权科常常扮演锱铢必较、吹毛求疵者的角色。为了一点点的精度差异,他常常和科研人员反复争论,或是通宵达旦寻求解决办法。任何一个首制件没做出来之前,他都要找专家反复研究测算,有时甚至为了一个方案召开十几次论证会。

一次,苏权科在实验桥上检查科研方案效果的时候,一脚踏空,脚踝骨折。本应卧床休息两个月的他,想着还有大桥的技术难题没解决,拄着双拐就上了船,奔波在热火朝天的现场,留下了后遗症。

“超级工程必须是超级质量,不降低标准,不得过且过”成为所有参建单位的共识,也推动了上下游整个产业链的升级换代。为了满足大桥高精度钢结构制造要求,参建企业都研发建立起了自动化的板单元生产线。

在苏权科看来,科技创新是港珠澳大桥的魂。从前期项目的可研阶段到开工建设,科技创新的理念贯穿始终。“创新是逼出来的”“创新不是神话”“创新是一种情怀”,这是苏权科常常用来自勉,也用来激励同事的话。

在苏权科的带领下,以国家科技支撑计划项目研究为主线,100多家科研单位、1000多名科技工作者围绕港珠澳大桥的建设,共开展科研专题研究300余项,发表论文逾500篇、创建工法逾40项,终于托举起这座世界级工程。

如今大桥通车,但对于苏权科来说,还远不到功成身退的时刻。他一如既往地忙碌着,带领同事们对建设过程中取得的创新成果进行系统总结,形成专用标准体系,在行业内共享研究成果。苏权科希望“港珠澳标准”得到更多国家的认可,代表中国标准走向世界。

“谁制定了标准,谁就掌握了话语权。如果我们能带着自己的标准生产建设,我们就可以在海外工程项目中占据主动权,就能够将我们的技术实质性输出至国外。”苏权科说。

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港珠澳大桥

超级工程的“陕西校友团”

从港珠澳大桥主体工程总工程师苏权科,到港珠澳大桥前期规划设计论证专家、施工中沉管隧道项目技术专家、中交公路规划院副院长徐国平;从港珠澳大桥管理局局长助理高星林,到江海直达船航道桥桥塔“海豚塔”的设计负责人文锋;从桥面铺装施工项目部项目经理杨东来,到港珠澳大桥管理局三地联合办公室负责人门小雄。无论是总体规划、前期施工方案制定还是管理、设计、施工、监理、运营、环保等各个环节,到处都有陕西人和陕西优秀校友的创新智慧。

在大桥建设过程中,长安大学充分发挥公路桥梁隧道方面的专业优势,根据工程建设的需求开展多项技术难题攻关,为大桥建设提供了强有力的技术支撑,共有六个科研团队参与港珠澳大桥建设科技攻关。

长安大学的沙爱民、陈华鑫教授团队承担了“节段式沉管隧道路面关键技术”研究任务,这一科研项目针对节段式沉管隧道管节之间变形大的突出问题,设计提出了合理的路面结构和沉管接头的路面材料设计方案,很好地适应了管节之间的变形。设计了阻燃路面材料,其燃烧时间比普通路面燃烧时间减少150秒左右。气场温度比普通路面降低30℃,阻燃效果十分明显。

谢永利教授团队承担了“外海厚软基大回淤超长沉管隧道设计与施工关键技术”项目中的两个专题研究,为准确评估港珠澳沉管隧道在多工况条件下的基底回弹、沉降、纵向刚度变化情况以及沉管隧道剪力键的优化设计提供了重要支撑。

在沉管隧道通风技术的研究中,曾经承担“秦岭终南山特长公路隧道通风技术研究”重大项目的谢永利教授团队也给予了重要的技术支撑,为港珠澳大桥运营120年的目标提供保障。

杨志强教授团队承担了岛隧工程深水深槽长距离沉管隧道最终接头测控技术研究,借助长安大学自主研发的高精度磁悬浮陀螺及受限空间定向技术,攻克了港珠澳大桥长距离海底沉管隧道的精准对接难题。

长安大学贺拴海教授团队承担了青州航道桥主桥的施工过程精细化分析及控制研究,进行了世界首座斜拉桥主塔“中国结”造型横向支撑体系的预制、拼装、吊装、安装、焊接过程的精细化分析及控制,为港珠澳大桥青州航道桥钢结构结型撑与混凝土桥塔完美连接提供了技术支持。

刘健新、李加武教授团队承担了江海直达船航道桥的结构抗风性能试验研究工作,提出的主梁涡振抑制措施大幅降低了该桥主梁风致振动减振费用,实现了台风期间桥塔施工的安全,确保了主桥工期。优化的斜拉索减振方案,节约了拉索减振装置的成本,提高了拉索的疲劳寿命。

王元庆教授团队承担了大桥建设中的职业健康、安全、环保一体化管理实践后评价专题研究,提出推广改进建议,为大桥建设过程中实现职工健康、工程安全与环境保护目标做出了突出贡献。

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责任编辑:窦娣
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