在“海上絲綢之路”的起點(diǎn),一條巨龍將茫茫伶仃洋劃為兩半,蜿蜒綿亙伸向遠(yuǎn)方……10月24日,港珠澳大橋正式通車運(yùn)營,用最燦爛的姿態(tài)連接起香港、珠海、澳門三地,自此3小時(shí)的車程縮短至約45分鐘。400多項(xiàng)新專利,整體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)全部自主研發(fā),120年使用壽命的中國標(biāo)準(zhǔn)驚艷了全世界。
10月24日清晨,一輪朝陽從伶仃洋海面騰空而升,陽光穿過港珠澳大橋“中國結(jié)”橋塔,照在粵港澳大灣區(qū)的土地上,喚醒了大橋連接著的港珠澳三座城市。
幾乎是在同一時(shí)間,三城的人們開始從各自的出發(fā)點(diǎn),向著港珠澳大橋三地的通關(guān)口岸前進(jìn),一同相擁這座舉世矚目的“超級工程”。
“這注定是一個激動人心、載入史冊的日子!”上午9時(shí)整,經(jīng)港珠澳大橋珠海公路口岸通關(guān)的一位貨柜車司機(jī)駕駛粵港兩地雙牌車,穿越海上高橋,遁入海底隧道,向香港方向飛馳而去,“曾經(jīng)不敢想、不可及的夢想變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)”。
曾經(jīng)伶仃一夢,如今天塹通途。澳門特區(qū)政府交通事務(wù)局局長林衍新難掩激動地說:“從10月24號9點(diǎn)開始,粵港澳大灣區(qū)6000萬人的生活從此就不一樣了?!?/p>
作為“國之重器”,全長55公里的港珠澳大橋被譽(yù)為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”,是世界上最具挑戰(zhàn)性的超級工程之一,也是世界最長跨海大橋,包攬了多項(xiàng)“世界之最”,背后是無數(shù)中國制造的硬實(shí)力支撐,它以創(chuàng)新技術(shù)、先進(jìn)工藝巍然屹立于伶仃洋。
超級工程凝聚中國智慧
港珠澳大橋是一座名副其實(shí)的科技大橋,在這些世界級挑戰(zhàn)的背后,是一系列創(chuàng)新攻堅(jiān)和科技支撐的強(qiáng)力驅(qū)動。”港珠澳大橋管理局總工程師蘇權(quán)科表示,從籌備到建成,港珠澳大橋建設(shè)歷時(shí)14年,攻克了多個世界級難題,打破了多項(xiàng)世界紀(jì)錄,是當(dāng)之無愧的世紀(jì)工程。
人工島221天“拔海而起”
港珠澳大橋海底隧道是我國首條外海沉管隧道。隧道建設(shè)的第一戰(zhàn)就是要以最快速度在海中建起兩個離岸人工島,實(shí)現(xiàn)海中橋隧轉(zhuǎn)換銜接。
在港珠澳大橋建設(shè)之前,我國建造外海人工島的技術(shù)積累幾乎是空白。在水深10余米且軟土層厚達(dá)幾十米的深海中,如何打下這個超級工程的“基座”,成為大橋島隧工程項(xiàng)目部團(tuán)隊(duì)面臨的難題。
在外海造人工島,既要解決工程技術(shù)難題,也要兼顧保護(hù)中華白海豚國家級自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境,需要平衡的因素很多。建設(shè)團(tuán)隊(duì)反復(fù)研究論證,創(chuàng)新提出了用大直徑鋼圓筒圍造人工島的思路。這一史無前例的創(chuàng)新工藝在國內(nèi)外沒有經(jīng)驗(yàn)借鑒,建設(shè)團(tuán)隊(duì)花了大半年時(shí)間設(shè)計(jì)、論證、實(shí)驗(yàn)。
經(jīng)過多方專家論證,超大直徑鋼圓筒、液壓振動錘聯(lián)動的優(yōu)化方案被正式采納為最終方案,這也成為港珠澳大橋島隧工程的一項(xiàng)創(chuàng)舉。兩個人工島建設(shè)共用了120個直徑22.5米、最高50.5米、重達(dá)500噸的鋼圓筒,242個副格,每個鋼圓筒都相當(dāng)于一棟高層住宅樓。這些鋼圓筒分批次建造,再由8萬噸級遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船從上海運(yùn)到珠江口,在工程中使用如此重量級的運(yùn)輸船在國內(nèi)尚屬首次。
港珠澳大橋的島隧工程采用了世界首創(chuàng)的八錘聯(lián)動液壓振動錘和“鋼圓筒振沉管理系統(tǒng)”,為超大鋼圓筒振沉安上了“眼睛”。在伶仃洋海面上,1600噸起重船“振浮8號”吊著振沉系統(tǒng)和鋼圓筒,在自主研發(fā)的“鋼圓筒振沉管理系統(tǒng)”的引導(dǎo)下,實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確定位。
2011年5月中旬,液壓振動錘將首個鋼圓筒沉入水底,插入泥中21米,垂直度偏差小于1/500,港珠澳大橋島隧工程首個世界超大直徑、超深埋深、超大體量鋼圓筒順利振沉,揭開了西人工島島壁結(jié)構(gòu)施工序幕。同年9月,隨著第61個巨大的鋼圓筒穩(wěn)穩(wěn)插入珠江口開闊的海面上,港珠澳大橋海中西人工島主體結(jié)構(gòu)宣告完成。
在221天內(nèi),120個巨型鋼圓筒在伶仃洋海面圍成兩個小島,實(shí)現(xiàn)了“當(dāng)年開工、當(dāng)年成島”計(jì)劃,創(chuàng)造了鋼圓筒單體體量、振沉精度、振沉速度等多項(xiàng)世界紀(jì)錄。
萬噸級巨型沉管“海底穿針”毫厘不差
在港珠澳大橋建成之前,世界上比較長的現(xiàn)代沉管隧道只有丹麥與瑞典之間的厄勒海峽沉管隧道和韓國釜山—巨濟(jì)的沉管隧道兩條,長度分別為3.5公里和3.2公里。港珠澳大橋的海底隧道為6.7公里,建設(shè)面臨海底隧道最長、隧道埋深最深、單個沉管體量最大等世界性難題。
在無任何國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下,大橋島隧工程團(tuán)隊(duì)對外海深水沉管安裝創(chuàng)新技術(shù)及裝備進(jìn)行獨(dú)立研發(fā),并取得一系列技術(shù)突破。
島隧工程的沉管段總長5664米,共分33個管節(jié),每個標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長180米、寬37.95米、高11.4米,單節(jié)沉管重7.4萬噸,最大沉放水深44米。工程采用節(jié)段式柔性管節(jié)結(jié)構(gòu),施工時(shí)采用8艘大馬力全回轉(zhuǎn)拖輪協(xié)同作業(yè),配置深水無人沉放系統(tǒng)的國內(nèi)首條安裝船通過遙控等技術(shù),調(diào)整管節(jié)姿態(tài)實(shí)現(xiàn)精確對接。
在施工中,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了“半個月內(nèi)連續(xù)安裝2節(jié)沉管”“極限3毫米對接偏差”等多個紀(jì)錄,采用主動止水的沉管隧道最終接頭,化被動止水為主動式壓接止水,變?nèi)斯ぷ鳂I(yè)為機(jī)械化作業(yè),降低了水下作業(yè)強(qiáng)度,確保了施工質(zhì)量。
為了保障工程需要,珠海牛頭島建設(shè)了目前世界上最大的沉管預(yù)制廠,為大橋的海底隧道制作了33個巨型沉管。其中,有5節(jié)是半徑5500米的曲線段沉管,首開曲線沉管工廠法預(yù)制先河。2013年5月,島隧工程順利完成首節(jié)沉管的海上浮運(yùn),并實(shí)現(xiàn)隧道與人工島轉(zhuǎn)換的首次對接。
打破國內(nèi)大橋“百年慣例”
港珠澳大橋設(shè)計(jì)使用年限首次采用120年標(biāo)準(zhǔn),打破了國內(nèi)大橋的“百年慣例”。在“高溫、高濕、高鹽”的海洋環(huán)境下,土木工程的致命問題就是“海水腐蝕”。那么達(dá)到120年使用要求最關(guān)鍵的就是耐久性設(shè)計(jì)。
目前國內(nèi)外耐久性設(shè)計(jì)普遍采用經(jīng)驗(yàn)法或半定量法,而港珠澳大橋突破傳統(tǒng),采用的是基于可靠度理論的定量設(shè)計(jì)方法,這是個在歐盟、美國等國家和地區(qū)開展過研究,實(shí)際工程中未曾真正使用過的方法。該方法需要有可反映結(jié)構(gòu)材料性能隨時(shí)間變化的大量工程數(shù)據(jù)。中交四航工程研究院通過對大量數(shù)據(jù)的篩選、完善,并按照可靠性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析,最終建立了基于可靠度理論的“港珠澳模型”,據(jù)此確定了耐久性設(shè)計(jì)指標(biāo)。
“針對特定的海泥環(huán)境,我們先后從涂層的抗?jié)B透性、耐陰極剝離性等著手研制新型涂料,解決涂層的耐久性問題。”中科院金屬研究所耐久性防護(hù)與工程化課題組負(fù)責(zé)人李京指出,他們研制出新一代高性能環(huán)氧涂層鋼筋,并參與大橋基礎(chǔ)的防腐涂裝施工,保障了港珠澳大橋120年耐久性設(shè)計(jì)要求。
復(fù)雜的海床結(jié)構(gòu)、惡劣的自然環(huán)境、超長的跨度距離,對橋梁鋼是一個巨大考驗(yàn)。支撐起這座特大型橋梁的高性能綠色橋梁鋼,大部分是基于東北大學(xué)王昭東教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的基于新一代控軋控冷工藝。該工藝使鋼材組織細(xì)化35%以上,析出相尺寸減少25%以上,有效滿足了橋梁鋼高強(qiáng)度和高韌性的需求。通過優(yōu)化的“成分設(shè)計(jì)+控制軋制+軋后超快冷卻”組合拳,滿足了橋梁的抗震和抗應(yīng)變設(shè)計(jì)。
這些技術(shù)對港珠澳大橋施工質(zhì)量控制及保證其120年壽命發(fā)揮了重要作用。“這座橋的使用壽命符合全球標(biāo)準(zhǔn),”參與大橋設(shè)計(jì)的跨國工程公司奧雅納的全球橋梁負(fù)責(zé)人納伊姆·侯賽因說,“經(jīng)過適當(dāng)?shù)木S護(hù),壽命還可以在原計(jì)劃的基礎(chǔ)上再延長40年到50年。”
“搭積木”模式拼裝抗風(fēng)、抗震高強(qiáng)度橋梁
港珠澳大橋是像“搭積木”一樣拼裝出來的。先在工廠里把橋墩、橋面、鋼箱梁、鋼管樁等生產(chǎn)出來,等到伶仃洋風(fēng)平浪靜時(shí)再組裝起來,首次實(shí)現(xiàn)“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化”建設(shè)理念。
“大鋼箱梁運(yùn)到現(xiàn)場安裝,安裝誤差必須控制在1厘米以內(nèi),每個焊縫不能超過2厘米,難度非常大。”伶仃洋上多臺風(fēng),為了趕在臺風(fēng)來臨前完成施工,華南理工大學(xué)王榮輝教授團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)首次采用多工法、不對稱、多塔斜拉橋的施工控制技術(shù),完成世界首次3100噸巨型鋼索塔整體施工。
今年強(qiáng)臺風(fēng)“山竹”登陸時(shí),當(dāng)全國人民都為港珠澳大橋捏一把汗時(shí),它穩(wěn)固屹立。大橋之所以能牢牢“站穩(wěn)”,抗16級臺風(fēng)、8級地震,離不開科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。
“前期周年觀測工作早在2007年就開始了。通過現(xiàn)場波浪觀測和分析計(jì)算,從而實(shí)現(xiàn)潮汐潮流長期預(yù)報(bào)、臺風(fēng)等極端個例的工程分析等目的?!比A南理工大學(xué)教授朱良生總共觀測出包括“黑格爾”在內(nèi)的7個臺風(fēng),“拿到觀測數(shù)據(jù)非常困難,部分設(shè)備需要依靠千噸以上的海事船進(jìn)行投放,并在臺風(fēng)季節(jié)開展為期3個月的同步對比觀測?!?/p>
力爭實(shí)現(xiàn)“世界級運(yùn)營”
港珠澳大橋全線通車運(yùn)營后,這個超級工程“由建轉(zhuǎn)營”進(jìn)入“下半場”。那么,“一流橋梁”將如何實(shí)現(xiàn)“一流運(yùn)營”服務(wù)?
實(shí)現(xiàn)運(yùn)維智能化
港珠澳大橋連接粵港澳三地,由三地共同組建的港珠澳大橋管理局負(fù)責(zé)投資、建設(shè)和運(yùn)營管理。
“以港珠澳大橋的體量,用傳統(tǒng)人海戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行維養(yǎng),將難以滿足提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的目標(biāo)要求?!备壑榘拇髽蚬芾砭志珠L朱永靈表示,管理局將從軟硬件兩方面著手,實(shí)現(xiàn)運(yùn)維管理由“傳統(tǒng)型”向“智慧型”轉(zhuǎn)變。一方面大力推進(jìn)各業(yè)務(wù)版塊機(jī)械化作業(yè);另一方面,建立智能化管理平臺,運(yùn)用信息化及大數(shù)據(jù)處理技術(shù),研發(fā)實(shí)施多維度的移動應(yīng)用和信息共享。
港珠澳大橋可謂生逢其時(shí)。2017年,科技部和交通運(yùn)輸部聯(lián)合推動將港珠澳大橋納入“中國人工智能專項(xiàng)”技術(shù)應(yīng)用示范領(lǐng)域。以橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測為例,為有效掌握大橋結(jié)構(gòu)狀態(tài)及發(fā)展演化趨勢,大橋“全身上下”已安裝上萬個元器件,通過健康監(jiān)測系統(tǒng)與電子化人工巡查系統(tǒng),可實(shí)時(shí)自動采集并分析監(jiān)測數(shù)據(jù),確保大橋結(jié)構(gòu)安全。
由中國鐵塔股份有限公司負(fù)責(zé)的港珠澳大橋主體工程“信息大橋”方案與港珠澳大橋?qū)崿F(xiàn)了同步規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)。即使在港珠澳大橋深達(dá)近50米的海底沉管隧道內(nèi),手機(jī)上的4G網(wǎng)絡(luò)信號依然滿格。
“為把最先進(jìn)的高鐵系統(tǒng)集成技術(shù)與高速公路機(jī)電系統(tǒng)有機(jī)銜接,項(xiàng)目部研發(fā)構(gòu)建了專屬港珠澳大橋的全壽命周期集成BIM(建筑信息模型)系統(tǒng)。它們讓大橋擦亮了‘眼睛,裝上了‘耳朵,變得暢通而智能?!敝袊F建港珠澳大橋項(xiàng)目經(jīng)理蔡俊福說。
“自營模式”提升服務(wù)水平
港珠澳大橋管理局營運(yùn)管理部部長江曉霞表示,結(jié)合大橋運(yùn)維工作特性,為實(shí)現(xiàn)大橋從建設(shè)期向運(yùn)營期平穩(wěn)過渡,并解決原有建設(shè)人才分流安置問題,港珠澳大橋在保持建設(shè)期管理架構(gòu)基本不變的情況下,將營運(yùn)籌備工作動態(tài)疊加到各業(yè)務(wù)部門,并專門成立營運(yùn)管理部。
由于大橋安全管控涉及水域通航安全保障、道路交通安全管控、消防應(yīng)急保障、防恐及社會公共安全突發(fā)事件處置等,為保證高效率應(yīng)急救援,提供優(yōu)質(zhì)通行服務(wù),港珠澳大橋采取自營模式。
高效率應(yīng)急救援、高水平維修保養(yǎng)是營運(yùn)工作服務(wù)化轉(zhuǎn)型的題中之義。為實(shí)現(xiàn)“大監(jiān)控、大安全”的管理理念落地,港珠澳大橋管理局自行成立路政大隊(duì),組建拯救大隊(duì),與監(jiān)控、養(yǎng)護(hù)等人員一起構(gòu)成應(yīng)急狀態(tài)下的安全保障力量。
激發(fā)品牌效應(yīng) 實(shí)現(xiàn)經(jīng)營市場化
作為連接粵港澳三地的世界級跨海通道,品牌價(jià)值可開發(fā)空間和潛力巨大,賦予了大橋更多經(jīng)濟(jì)功能和社會功能。
“經(jīng)營市場化有其內(nèi)在現(xiàn)實(shí)原因和獨(dú)特資源優(yōu)勢。”港珠澳大橋管理局副局長余烈表示,一方面項(xiàng)目投資巨大,有必要利用品牌資源、通道資源和其他資源進(jìn)行綜合開發(fā),以彌補(bǔ)通行費(fèi)收入不足的問題,減輕三地政府財(cái)政負(fù)擔(dān);另一方面,港珠澳大橋已積累了一大批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和管理成果。
“我們可把工程建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)化為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,為行業(yè)輸出‘港珠澳大橋標(biāo)準(zhǔn)。一些研發(fā)成果可通過與市場企業(yè)緊密合作,實(shí)現(xiàn)科技成果推廣轉(zhuǎn)化?!庇嗔艺f。
靠近香港海域的東人工島二層至四層為預(yù)留商業(yè)開發(fā)及橋梁展廳。江曉霞說,后期爭取三地政府充分授權(quán),港珠澳大橋管理局將利用“一橋兩岸三地”獨(dú)特優(yōu)勢資源,開展廣告、旅游、會議會展、通道資源等經(jīng)營業(yè)務(wù),實(shí)施綜合開發(fā)策略。
發(fā)展引擎點(diǎn)燃 大灣區(qū)融合加速
港珠澳大橋通車后,首次實(shí)現(xiàn)三地陸路連接。駕車從香港到珠海、澳門由3個小時(shí)縮短至約45分鐘。
港珠澳大橋總設(shè)計(jì)師孟凡超認(rèn)為,港珠澳大橋會使粵港澳三方受益。大大縮短的香港、澳門與珠海之間的時(shí)空距離,不僅為香港經(jīng)濟(jì)持續(xù)繁榮創(chuàng)造條件,同時(shí)也推動了整個珠三角的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,并縮小粵西、粵東的經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距,加速粵港澳經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程。
港珠澳大橋是粵港澳大灣區(qū)互聯(lián)互通的重要基礎(chǔ)設(shè)施,其落成使用將點(diǎn)燃融合發(fā)展的引擎。“港珠澳大橋有如打通了粵港澳大灣區(qū)的‘任督二脈。”香港中聯(lián)辦主任王志民如此比喻。根據(jù)設(shè)計(jì)容量,港珠澳大橋每日可以穿梭20萬架次車輛,加上徐徐鋪開的城軌與地鐵“毛細(xì)血管”,粵港澳大灣區(qū)可形成“一小時(shí)生活圈”,各類合作也能獲得更廣闊的天地。宜業(yè)、宜商、宜居、宜學(xué)、宜游的大灣區(qū)藍(lán)圖將從愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
香港貿(mào)易發(fā)展局副總裁葉澤恩表示,港珠澳大橋開通后,不同關(guān)稅區(qū)之間的貨物將順暢流通,這將提升物流運(yùn)輸和供應(yīng)鏈管理效率,令粵港澳大灣區(qū)建設(shè)成為香港乃至亞洲經(jīng)濟(jì)的新增長點(diǎn)。
此外,作為“海上絲綢之路”的重要節(jié)點(diǎn),港珠澳大橋還凝聚了另一個共識:因?yàn)榇髽颍浉郯拇鬄硡^(qū)的發(fā)展擁有了更多想象空間,未來其輻射范圍有望遠(yuǎn)及“一帶一路”乃至全世界。(本刊綜合)
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很多人可能迫不及待地想體驗(yàn)一下海底行車的愜意,一睹世紀(jì)工程的風(fēng)采。但目前想自駕行駛上港珠澳大橋還有不少需要注意的事項(xiàng)。
“三地三檢”通關(guān)模式。三地口岸由三地政府各自負(fù)責(zé)設(shè)立和管理,均位于各自屬地內(nèi),實(shí)行24小時(shí)通關(guān),其中珠海、澳門之間采取“合作查驗(yàn)、一次放行”的創(chuàng)新模式。即取消了兩地口岸之間的緩沖區(qū),直接把兩個口岸連在一起,旅客只需要排一次隊(duì)就可完成出入境手續(xù)。要注意的是,無論是私家車還是客車,都只允許司機(jī)一個人駕駛車輛進(jìn)行車輛通關(guān),而旅客需要下車前往隨車人員驗(yàn)放廳進(jìn)行通關(guān)。
五類車可上港珠澳大橋??赏ㄐ熊囕v包括跨境私家車、穿梭巴士、跨境巴士、跨境出租車、貨運(yùn)車輛等。目前,具有粵港兩地牌照的車輛或者經(jīng)過三地政府部門許可的單牌車輛可以上橋。穿梭巴士有香港往返珠海和香港往返澳門兩條線路??缇持蓖ò褪縿t可以直接接送乘客,跨境往返香港市區(qū)及珠三角各城市內(nèi)的固定站點(diǎn)。此外,還有少數(shù)具備兩地牌照的跨境出租車。
大橋收費(fèi)通行一次收費(fèi)多少?全線設(shè)置1處主線收費(fèi)站,位于珠澳口岸人工島大橋管理區(qū)。私家車、出租車150元/車次,跨境巴士200元/車次,穿梭巴士300元/車次,普通貨車60元/車次,貨柜車115元/車次,上述收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)以人民幣結(jié)算。內(nèi)地ETC、香港快易通皆可在港珠澳大橋上使用,民眾還可通過銀行卡、支付寶、微信進(jìn)行付款。
港澳右舵,內(nèi)地左舵,大橋如何變換車道?港珠澳大橋上采用內(nèi)地右側(cè)通行規(guī)則,車輛到達(dá)香港或澳門口岸后完成左右側(cè)交通轉(zhuǎn)換。到達(dá)目的地口岸時(shí),相關(guān)指引會引導(dǎo)司機(jī)按照相應(yīng)方向調(diào)整。
大橋上可以開多快?能掉頭嗎?通行速度為100km/h,具體通行速度將根據(jù)通行情況、氣候情況、交通事故處理等因素靈活調(diào)控。在非緊急情況下,大橋主橋及口岸均不允許掉頭。