2018年10月24号,港珠澳大桥的通车运营,吸引了全世界的目光。这此之前,人类建设史上还没有出现过里程如此之长的大桥,而且,它还是一座投资最多、施工难度最大、设计使用寿命最长的跨海公路桥梁,为了实现抗风能力16级、抗震设防烈度8度、使用寿命120年等标准,设计施工团队还创新研发了31项工法、31套海洋装备、13项软件、454项专利。
今天,就让我们共同踏上这座连接香港、珠海、澳门三地的超大型跨海通道,探访港珠澳大桥背后的建造故事。
港珠澳大桥全长55千米,连接着香港大屿山、澳门半岛和广东省珠海市这三个地方,从远处望去,就好像是一条蛟龙,蜿蜒腾越在蔚蓝色的海面上。这座大桥通车后,大大缩短了三地之间的距离,从珠海、澳门开车到香港,花费的时间从3个小时大幅缩短到了45分钟。从此,港珠澳三地实现了“1小时生活圈”,珠三角也将形成世界瞩目的智慧城市群!
港珠澳大桥从2004年开始全面启动大桥各项建设的前期工作,2009年12月15号海上作业船挖出了第一斗海沙,标志着大桥正式开工建设,最终在2018年10月24号顺利通车。在这段时间里,港珠澳大桥经历了众多建筑者夜以继日的攻关克难,可以说,在它的每一个节点都有着建造者们留下的印记。
2004年年初,全国工程勘察设计大师孟凡超被任命为主体工程总设计师,开始了港珠澳大桥的工程核心性研究报告的前期规划。此前,他曾参与了国内众多桥梁的设计工作,包括杭州湾大桥等跨海大桥,50多次获得国际和国内大奖,并获得了“全国工程勘察设计大师”的称号。
港珠澳大桥这样的大工程在世界建桥史上还没有过先例,所以,孟凡超作为“第一个吃螃蟹的人”,压力非常大,在大桥的设计刚刚开始,就经历了一个艰难的过程。
首先遇到的“拦路虎”是登陆点的选择问题,这是因为登陆点的选择控制着跨海通道的走向和工程规模,是整个跨海大桥的“龙头”,如果龙头的位置确定不下来,那么龙身和龙尾也就没有办法进行建造。
被这个问题困扰的几个月里,孟凡超几乎是茶饭不思,做梦都在想登陆点究竟该设在哪里才能让两地都能接受。然而,令孟凡超意想不到的是,他每天带着设计团队沿着伶仃洋西岸耐心寻找的最佳登陆点,却在一次从澳门返回珠海的途中,被他无意中发现了。原来,当时在澳门和珠海的关口之间有一个过渡地带,大约有50米左右的宽度,孟凡超看到后,立马在脑中浮现出设计方案,觉得可以在这里建成6车道,很符合登陆点的要求。于是,这个意外发现的登陆点,在经过详细的论证之后,得到了港珠澳三地的一致认可。
在古代,南宋诗人文天祥做出了流传千古的《过零丁洋》;而在2005年,我国建设团队也不甘示弱,通过夜以继日的奋战,为横跨伶仃洋的港珠澳大桥完成了三种总体设计方案:第一全部用桥梁搭建的方案、全部用隧道通行的方案以及由桥梁、人工岛、隧道三者组合起来的方案。但在总体方案论证会上,各类专家意见严重不统一,桥梁专家表示应采取全桥梁方案,而隧道方面的专家则建议采用全隧道方案,但更多的人主张桥、岛、隧组合方案。
对于选择哪种方案,孟凡超则表示他个人更偏向于全桥方案。因为在桥梁设计界中有一个不成文的经验:那就是能筑桥就筑桥,实在不得已才修隧道。同时,他也希望这座桥修建成功后,可以像勋章一样,在地面上得到展示,看得见、摸得着。但综合多方面因素,研究者们发现最可行的却是桥、岛、隧组合方案,就是把桥梁、人工岛、隧道连接起来,形成完整的港珠澳大桥跨海通道。
港珠澳大桥之所以采取桥、岛、隧三种方式的集群组合,主要有两方面的原因:首先,珠江口上有一条国家级、世界级的海运航道,每天最繁忙的时候会有四五千艘轮船在海面上通过,所以要保障绝对的畅通;其次,港珠澳大桥所在海域又靠近香港机场,每天将近1800多架的飞机需要从这里起降,所以出于安全考虑,桥也不能修得太高。
为了避开这两个问题,设计师就只能在工程方案中加入海底隧道。这样一来,海底隧道的两头又需要出现在陆地上,也就不得不修建人工岛了,因此,桥梁、人工岛和海底隧道的组合就成为了最佳选择方案。最终,设计师们通过无数次的勘测、查验,统一决定把靠近香港的主航道采用海底隧道,这样就可以有效解决航道畅通和航空限高问题。
这个时候,有的朋友可能就会问了,既然已经确定了海底隧道的位置,那么把大桥修成一条直线不是更节省时间和资源吗?为什么修建出来的港珠澳大桥看起来是弯弯曲曲的样子呢?
其实,这并不是设计师们不想设计成直线,而是有不得已的苦衷。首先,港珠澳大桥连接的是珠海、香港和澳门三个地方,不可能用一条直线把它们串起来的;其次,珠江口的宽度很大,每一段的水流方向都是不一样的,从工程的角度来说,设计师需要把桥墩的轴线方向和水流的流向方向大致取平,只有取平以后才能尽可能地减少阻水率。
桥梁阻水,主要指的是在河道内修建桥梁工程,桥墩等下部结构需要占用河道部分水流的面积,这样一来,就会增大局部水流阻力,进而阻挡、阻滞了水流,对水流会产生阻水作用。因此,只有尽可能地减少桥梁阻水率,才能让桥梁更加稳定安全。
据了解,大桥在设计的时候,水利部珠江水利委员会就给设计师们提出了一个非常严苛的要求,那就是几十公里的桥长,包括桥、岛、隧组成的这么一个集群工程,总阻水率必须低于10%。
之所以有如此苛刻的要求,主要是因为伶仃洋属于弱潮河口,潮水较弱,但泥沙携带量却很大。在这种情况下,如果“阻水率”过大的话,那么以后潮水可能会对大桥以北的珠江和海湾的演变、生态的演变、海床的演变等产生负面影响。
另外,把港珠澳大桥修得弯曲一些,除了好看,还有一个很重要的考虑,那就是安全。毕竟,如果几十公里的大桥都被修成了一条直线,开车的人会很疲劳,容易犯困,也就容易发生交通事故了。
作为世界级项目,港珠澳大桥自身的安全性和稳定性是非常重要的。2018年的强台风“山竹”造成的破坏力,想必让许多人记忆犹新。对于港珠澳大桥这样的跨海工程来说,如何应对台风、地震以及海水腐蚀等问题,同样是前期设计工作中重要的一个环节。
港珠澳大桥所在的大湾区是台风天气的高发区域,每年都会有大大小小的台风过境,在这里建跨海大桥,台风是绕不过的问题。要想让一项工程能够抵抗台风,首先要了解它所在位置可能会发生什么样的台风、台风的强度以及破坏程度如何。
为此,我国的建筑团队对这些因素做了大量的调查研究。他们一方面在修建大桥的地址上设置气象观测站、风速观测站等,获得实地监测的一手资料;另一方面,他们还研究历史资料,对大湾区以往的台风形成、风速等资料进行了研究分析,作为港珠澳大桥设计的参考。最终,他们把港珠澳大桥的设计检验风速定为80米,也就是说,只要台风经过港珠澳大桥时最大风速只要不高于80米,大桥便毫无压力。
另外,港珠澳大桥在海水中还需要接受一项考验,那就是海水的腐蚀,毕竟,它的一部分结构要常年浸泡在盐度很高的海水里,而且要一动不动地在海里浸泡几十年甚至上百年。这也就要求港珠澳大桥用到的钢筋需要是性能极好的不锈钢钢筋,现有的钢筋达不到要求,我国科学家就自己升级研发高性能还原钢筋,用到的混凝土也是专门研发的高性能海工混凝土。
毫不夸张地说,港珠澳大桥的设计、施工、建设,用了当今世界跨海大桥工程领域里面最好的防腐技术,最好的材料技术和最好的施工技术,能达到这些标准的背后,离不开的是我国科学家们夜以继日的研发与奋斗。而作为中国交通史上技术最复杂、建设要求及标准最高的工程之一,港珠澳大桥的建成,更是标志着我国由桥梁大国向桥梁强国迈进了一步 。
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202003/P020200303459941585057.mp3 | 第100集 北京大兴机场 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202003/P020200302536619732805.mp3 | 第99集 无人机走向智能化 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202003/P020200302534141023714.mp3 | 第98集 坚持26年只为“勾勒”精准地球 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202003/P020200301496426819988.mp3 | 第97集 神奇的摩擦纳米发电机 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202003/P020200301492049432412.mp3 | 第96集 铁基超导的那些事儿 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200229524643442726.mp3 | 第95集 引领高温超导研究的铜基超导 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200229393298540422.mp3 | 第94集 用一个甲子的时光解密远古化石谜团 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200228413190201228.mp3 | 第93集 我国研究者在琥珀中的新发现 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200228399859811360.mp3 | 第92集 “科学号”科考船上的女首席 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200227480745502443.mp3 | 第91集 “科学号”科考船 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200227407744299723.mp3 | 第90集 二氧化钛很受欢迎吗? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200226388432510792.mp3 | 第89集 师昌绪的材料科学研究之路 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200226385491983025.mp3 | 第88集 水立方中的科技亮点 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200225548232035190.mp3 | 第87集 “光”景无限好的LED通信 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200225543503546292.mp3 | 第86集 LED节能效果怎么样? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200224343136328670.mp3 | 第85集 LED是如何发光的? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200224324743535263.mp3 | 第84集 量子霍尔效应研究突破新技术 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200221690073545672.mp3 | 第83集 潘建伟和他的量子之梦 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200221687655827823.mp3 | 第82集 量子态传输 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200221685524094578.mp3 | 第81集 世界上第一个克隆猴子在中国出生 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200221670646598287.mp3 | 第80集 通讯时代5G技术的应用 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200221558951900719.mp3 | 第79集 光纤的发展故事 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200221555179467784.mp3 | 第78集 港珠澳大桥的海底隧道 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200220526596376126.mp3 | 第77集 港珠澳大桥背后的前期规划 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200220516747763802.mp3 | 第76集 当车子联网之后 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200219393550225852.mp3 | 第75集 我国机器人的发展现状 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200219389030041990.mp3 | 第74集 我国的火星探测之路(下) ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200218393473751756.mp3 | 第73集 我国的火星探测之路(上) ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200218383480410948.mp3 | 第72集 空间实验室获得的科研成果 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200217379994693295.mp3 | 第71集 天宫二号里的高科技装置 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200217376568576996.mp3 | 第70集 天宫二号成功发射 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200216368213503040.mp3 | 第69集 探空气球是什么? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200216364166522759.mp3 | 第68集 北斗导航步入新时代 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200215414929060751.mp3 | 第67集 银河系列巨型计算机背后的故事 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200215406796777586.mp3 | 第66集 “天河”系列超级计算机(下) ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200214419058438666.mp3 | 第65集 “天河”系列超级计算机(上) ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200214406369929311.mp3 | 第64集 “中国氢弹之父”于敏的科研之路 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200213438359208968.mp3 | 第63集 可燃冰的成功试采 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200213404243516905.mp3 | 第62集 盐碱地里稻花香,荒摊整改变粮仓 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200212431601923937.mp3 | 第61集 中国“芯”,航天情 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200212426887979849.mp3 | 第60集 回望我国集成电路的发展 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200211699902197522.mp3 | 第59集 “悟空”的火眼金睛看到了什么? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200211692656460659.mp3 | 第58集 双星会不会接吻? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200210637155513582.mp3 | 第57集 “天眼”与脉冲星 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200210624493108756.mp3 | 第56集 “天眼”的建造历程 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200209400539586297.mp3 | 第55集 走向深蓝实现海洋人的梦想 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200209397026653574.mp3 | 第54集 神舟十号与天宫一号成功对接 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200208026738669550.mp3 | 第52集 长征六号的发动机有哪些新技术? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200208022738049976.mp3 | 第51集 长征三号甲系列运载火箭 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206698904241847.mp3 | 第50集 你了解民航飞机吗? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206696789708764.mp3 | 第49集 国产大飞机C919 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206694617242242.mp3 | 第48集 超级高铁能够实现吗? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206681340566970.mp3 | 第47集 京沪高速铁路全线铺通 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206664425372733.mp3 | 第46集 “和谐号”动车组背后的故事 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206660367352132.mp3 | 第45集 背景辐射有害健康? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206656531912490.mp3 | 第44集 乘坐飞机,要担心宇宙射线辐射吗? ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206652636900565.mp3 | 第43集 秦山核电站的建造 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206650571121593.mp3 | 第42集 中国软件产业的发展与成长 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206647463323767.mp3 | 第41集 软件产业前期发展 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206643575654172.mp3 | 第40集 众志成城战胜非典疫情 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206632692141774.mp3 | 第39集 互联网发展和网络强国战略 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206627166742250.mp3 | 第38集 互联网+助力绿水青山 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206621740278460.mp3 | 第37集 互联网+带来的改变 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206584300122661.mp3 | 第36集 神奇的防水耐火纸 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206579857816861.mp3 | 第35集 热敏纸的科学用途 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206576834295084.mp3 | 第34集 璀璨黄金的新发现 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206562699970332.mp3 | 第33集 茁壮成长的纳米材料 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206534784736385.mp3 | 第32集 备受瞩目的纳米材料 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206474886057610.mp3 | 第31集 新材料石墨烯 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206427096496742.mp3 | 第30集 神奇的碳材料 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206419168334252.mp3 | 第29集 潜力无限的新材料 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200206354760856441.mp3 | 第28集 南水北调背后的智慧 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205806278050718.mp3 | 第27集 超级杂交稻飘香世界 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205803768051143.mp3 | 第26集 探索水稻高产的分子奥秘 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205697501777369.mp3 | 第25集 中国制造业的历史变迁 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205689839492496.mp3 | 第24集 癌症与致癌蛋白新机制 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205687334833410.mp3 | 第23集 水电站周围的生态环境 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205683716519575.mp3 | 第22集 三峡工程中的水电科技 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205669230370408.mp3 | 第21集 三峡大坝背后的故事 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205665601363974.mp3 | 第20集 三峡大坝的前期工程 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205663222276489.mp3 | 第19集 国家天文台在京成立 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205532589528341.mp3 | 第18集 天文学的摇篮 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205528954221307.mp3 | 第17集 高性能计算机从跟跑到领跑 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205525919480770.mp3 | 第16集 当科技走进“水立方” ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205522276366931.mp3 | 第15集 当科技走进“鸟巢” ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205520426411075.mp3 | 第14集 汶川地震救援工作中的科技应用 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205519639206532.mp3 | 第13集 中国“抗虫棉”之父郭三堆 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205518500359255.mp3 | 第12集 水电建设的丰硕成果 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205514754753758.mp3 | 第11集 二滩水电站建设背后的科技精神 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205513921465680.mp3 | 第10集 数据背后的水电发展速度 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205513353252624.mp3 | 第9集 横卧云空的钢铁长虹 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205512455305854.mp3 | 第8集 穿行在世界屋脊上的青藏铁路 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200205404678688984.mp3 | 第7集 中国铁路的巨大变迁 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200204610107975860.mp3 | 第5集 搏击长空的中国民航 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200204603780814799.mp3 | 第4集 嫦娥奔月 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200204594486325627.mp3 | 第3集 遨游太空 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200201683297926217.mp3 | 第2集 飞天 ![]() |
| /zgszkjg/videos/sounds/xkxzj/202002/P020200201682975669677.mp3 | 第1集 腾飞的中国 ![]() |