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建筑计量丨港珠澳大桥背后的“超级技术”有哪些?

作为连接港、珠、澳的超级跨海通道

港珠澳大桥是我国具有

国家战略意义的世界级跨海通道

在建造过程中

建造者们运用了高超的世界级技术

今天我们一起来了解一下吧!


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01
TECHNOLOGICAL

港珠澳大桥概况


港珠澳大桥是中国境内一座连接香港、广东珠海和澳门的桥隧工程,位于中国广东省珠江口伶仃洋海域内,为珠江三角洲地区环线高速公路南环段。

港珠澳大桥于2009年12月15日动工建设; 于2017年7月7日实现主体工程全线贯通;  于2018年2月6日完成主体工程验收; 同年10月24日上午9时开通运营。


02
TECHNOLOGICAL

港珠澳大桥技术


01
成岛技术













由于人工岛下方的软土层厚30m,预计人工岛需要3年的时间建设,留给后续隧道建设时间不足。

对于人工岛的基础,软土具有利弊兼有的两面性;采用传统的筑岛方法将软土改良或移除,再填上砂石,需投入巨大的工程量是其不利的一面;软土易插入和不透水特性是有利的一面,可以被利用。

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图1 东人工岛最后一个钢圆筒的打设


将22m直径,高约50m,壁厚仅1.6cm的钢圆筒插入软土约30m深,连续地插入约60个钢圆筒,就围成一个环岛,插入120个,就围成两个环岛。同时用整体式副格连接相邻的钢圆筒,并深插入至软土的不透水层,就可形成低渗透率的临时岛壁,从而为岛内的超载排水作业提供了条件。

改用这种方法后,人工岛成岛时间从3年缩短至7月。海上作业缩减降低了对中华白海豚种群生存环境的影响,及对海上交通的影响。






成岛技术减少了成岛时间

大大提高了海上作业效率

下面我们来认识一下组合基床所起的作用


02
组合基床













早期方案是桩基加深水换填砂。在施工筹备阶段,一次试验中,发现该方案沉降规律复杂且无法收敛,因而开发了组合基床、水下堆载预压、以及挤密砂桩为主的改良地基。

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图2 隧道基础处理方案


组合基床为隧道结构提供了一层硬底;水下堆载预压确保了沉降在空间上的分布均匀;挤密砂桩确保地基承载力。

项目研发了多种专用设施来确保水下基础施工质量,如带有平挖功能的抓斗船、“盖章式”清淤船、抛石夯平船、碎石垫层表面清淤专用的吸头。






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03
埋床法全预制墩台设计













为使全桥桥隧组合轴线断面阻水率满足不大于10 %的要求,需将全部非通航孔桥的承台埋于海床面以下。同时,在项目设计理念指导下,设计采用了埋床法全预制墩身和承台方案。

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图3 埋床法全预制墩身和承台构造(单位:cm)


墩身根据吊装能力分成1~3节预制拼装,承台随同首节墩身一同预制,预留桩位孔洞和后浇混凝土空间。桩位孔洞用以实现止水、桩基与预制承台临时连接;后浇混凝土空间在抽水后浇注后浇混凝土,实现承台与桩基的整体化。预制承台既是承台主体结构,又是实现承台与桩基连接的围堰结构,除附着于预制承台之上的临时周转使用的围堰设施外,承台本身施工不需要额外的围堰结构。下节段墩身及承台整体最大吊装重量约2850t,最大高度约27m






除了埋床法全预测墩台设计

使阻水率完美到要求

还有记忆支座这一超级技术

很好起到了保护管节接头的作用


04
记忆支座













半刚性管节保证了管节结构自身的安全,但是管节与管节之间的接头仍然是个薄弱环节。因此,开发了记忆支座,以保护管节接头免受差异沉降影响。该支座能“记住”结构的承载力,一旦该力被超过,就将超出部分导入沉船正下方地基而不是相邻管节的地基。

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图4 记忆支座原理示例






港珠澳大桥

是汇聚现代技术之美的结晶

大桥的建设

离不开建造者们的智慧和汗水

也离不开国家的大力支持

相信在未来

港珠澳大桥作为连接两岸的桥梁

将为两岸经济文化交流

作出不可估量的贡献


文章来源:逸夫计量博物馆

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