哇塞,牛啊!帶你深入了解港珠澳超級工程背後的超級設備

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港珠澳大橋總長55公里,是連接香港、珠海和澳門的超大型跨海通道,也是迄今世界最長的跨海大橋,曾被英媒《衛報》稱為“現代世界七大奇蹟”之一,包括海中橋隧主體工程、三地連接線及口岸。其中,主體工程包括22.9公里的橋樑、6.7公里的海底隧道以及連接隧道和橋樑的東西人工島。主體橋樑又包括青州航道橋、江海直達船航道橋、九洲航道橋三座通航斜拉橋和20公里的非通航孔橋。港珠澳大橋一旦建成通車,將大大縮短香港到珠海、澳門三地的距離,從香港到珠海澳門驅車僅需30分鐘的車程。目前陸路往來三地只能繞道東莞虎門大橋,車程在3小時左右,水路乘高速客輪也要1個小時。

除了出色的建橋技術,為整個港珠澳大橋工程服務的各類超級工程建設機械起到了至關重要的作用。甚至是某些超級設備的技術發展和應用決定了新的施工工藝的應用。當我們在為大橋的全線貫通而歡呼雀躍、為我國的橋樑技術達到前所未有的高度而自豪、為不久的將來大橋建成通車而充滿期待的同時,讓我們一同來回顧港珠澳大橋的建設過程,細數那些應用在這項世紀工程中的超級工程設備。

2016年9月12日,重慶市智翔鋪道工程技術有限公司完成對港珠澳大橋橋面攤鋪的試驗段,標誌著港珠澳大橋項目兩個階段的試驗段總體工作順利完成。

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沃爾沃壓路機正在港珠澳大橋試驗段碾壓

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港珠澳大橋路面工藝採用澆築式瀝青混凝土施工工藝,即在鋼板上澆築鋪設瀝青混凝土路面,對砂石骨料的性能提出了非常高的要求。為了達到120年使用壽命的標準,工程對質量和細節的追求也達到了前所未有的程度。瀝青精細集料的生產一直是瀝青混凝土行業的一個難題,港珠澳大橋使用瀝青細集料原材料為輝綠岩、石灰岩、花崗岩、玄武岩等,規格為10-30mm。港珠澳大橋CB04、CB05、CB07合同段由廣東省長大公路工程有限公司承建,為使其所用的集料可控、達標,廣東省長大公路工程有限公司全資建設了中山集料工廠,由南方路機設計製造精品集料生產線全套設備,全力以赴為港珠澳大橋生產橋面鋪裝專用高等級集料。中山集料工廠採用大型化、工廠化、自動化進行非金屬礦物材料定製化精深加工,工廠引入世界一流集料加工設備,該新型生產工藝能夠在集料生產過程中實現集料破碎、整形、集料篩分、集料 顆 粒 表 面石粉去除、集料 石 粉 含 量控制、細集料篩分,細集料比例調節、石粉收集、精細化控制等。工廠主要生產橋面鋪裝專用高等級集料、高標號混凝土專用集料、高品質機制砂及高速公路表層專用材料等。 2014年12月19日,中山集料工廠順利通過了港珠澳大橋管理局組織的集料准入審查,正式開始為港珠澳大橋的建設供應優質集料。中山集料工廠的建成和成套技術的應用解決了港珠澳大橋橋面鋪裝集料及國內其他鋼橋面集料分檔的技術難題,選用的南方路機精品集料生產線對集料的加工已達到國際先進水平,實現了集料加工工廠化生產,對集料加工水平的提高起到極大的推動作用。

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德國寶峨特殊地下工程股份有限公司香港分公司參與了港珠澳大橋基礎設施項目,公司承建了香港連線段的海上鑽孔灌注樁。設計樁徑2300mm、2500mm,樁深115m,嵌巖2-5m。該工程具有一系列的嚴峻挑戰,其所有的工作都必須在水上進行。有5臺德國寶峨BG40旋挖鑽機參與該工程。現場配備了超過一百套的各種鑽具。

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2012年,為了滿足施工需要,港珠澳大橋島隧工程西人工島小島基坑內共需要佈設2臺中聯重科TC7035B型塔吊。其中南側首臺塔吊於2012年5月3日完成組裝並開始投入使用,為小島內PHC樁等各項施工提供了便利。6月3日,Ⅰ工區開始西小島內第二臺塔吊的組裝拼接;6月6日下午,西小島北側塔吊順利安裝,至此,西小島內兩臺塔吊全部就位。西小島內塔吊的組裝完成,有效緩解島內物資設備的吊運壓力、極大降低施工作業場地狹窄的不利影響,也大幅提速暗埋段沉管隧道施工各項籌備工作,為後續施工的加快推進提供了有力保障。

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在西人工島小島基坑內,一臺中聯重科QUY70履帶吊在輔助施工。

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中聯重科超大型塔機TC-D1100,最大起重量65噸,在現場200米高

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2011年,中交四航局珠澳口岸人工島首期工程塔機設備招標中,中國兵器工業集團江麓機電科技有限公司生產的“江麓”牌系列巨型塔機一舉中標。江麓的QTZ400塔機、QT Z280塔機參與珠澳口岸人工島建設工程項目,臂展珠澳連接點。

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振華重工從設計、製造、運輸、現場安裝和技術支撐全產業鏈參與港珠澳大橋工程建設,從東西人工島、橋面再到隧道工程這三個主要工程悉數參與,並全程發揮積極作用。 港珠澳大橋拋石整平船於2011年5月8日在振華重工開工,2012年國慶節期間拖航前往珠海現場並於12月份完成調試交付使用,該項目是中國歷史上第一艘成型的帶樁腿提升自昇平臺式高精度深水拋石整平船,整平精度為±25m m,集拋石整平、自動檢測控制、清除淤泥等功能於一體。 2011年5月15日,由振華重工海服集團港作輪公司提供的1600噸起重船“振浮8號”採用海上GPS定位系統,自“振華16”輪上直接將鋼圓筒起吊安裝,經過精確定位及垂直度調整控制,與各參建單位的通力合作,第一個鋼圓筒順利振沉。至2012年12月7日,港珠澳大橋項目東人工島最後一個鋼圓筒振沉,從起初振沉需要近4小時,到最終以2個多小時振沉穩妥收官,港珠澳大橋創下“日沉3筒”的世界施工記錄。高超施工技術實現了“當年動工、當年成島”的目標,並提前半個月完成施工任務,為後續項目推進打下堅實的基礎。 2014年11月,在港珠澳大橋海底隧道沉管第15管節海底沉放時,出現了回淤現象,造成管節無法沉放。為此,振華重工奉命於2015年2月開始自主研發清淤裝置,加裝在拋石整平船上,解決回淤的難題。經過近8個月的建造與調試,清淤裝置加裝在拋石整平船上,併成功解決了第22根管節沉放前的回淤問題,助力第22根管節順利沉放。

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2012年4月,武橋重工為港珠澳大橋專門研製的“長大海升”號3200噸吊船順利交付使用,該船最大吊高達120米,為亞洲最大吊高。為滿足地方船舶與艦船的正常通航,港珠澳大橋通航淨空達80米、跨度達1000米以上,為港珠澳大橋建設的需求,3200噸吊船吊臂採用了超低碳高強度合金鋼,起重和變幅系統採用了交流變頻電動機驅動,並實現同步調平控制。2016年4月11日,武橋重工設計製造的4臺橋面吊機順利完成港珠澳橋青州航道橋合龍任務。青州航道橋是港珠澳大橋橋樑工程三座通航孔橋中樁基最長、索塔高度最高、施工區域離岸最遠的控制性工程。據武橋重工集團橋面吊機設計製造負責人介紹,集團公司服務於青州航道橋的橋面吊機共有8臺。

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“長大海升”號作業照

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港珠澳大橋專用工程船交船 為亞洲最大吊高

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港珠澳橋青州航道橋現場合龍

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為滿足超重、超大鋼箱梁在有限的預製場地裡運輸的特殊要求,中鐵科工集團機械院專門研製了4000噸級鋼箱梁電液均衡模塊運輸車。它具有結構新穎、組拼靈活、承載能力大、整機高度低、一體化減速機主動輪組等特點。2013年,中鐵科工自主研發的4000噸運梁車在中鐵中山基地投入使用,併成功完成港珠澳大橋最重3800噸鋼箱梁的轉場運輸。該設備是一種自帶動力、液壓懸掛、可實現模塊式組合並車的重型運輸設備,採用閉式靜液壓驅動系統,可實現無級調速,最大運輸噸位達15000噸,每個驅動軸線可輸出14噸至16噸的牽引力,在大件運輸行業有著非常廣泛的應用。該設備被用於運輸港珠澳大橋預製箱梁,為加快港珠澳大橋建設發揮重要作用。 據瞭解,港珠澳大橋所有的橋樑都是設在中山、東莞等地廠房裡預製好,再運到海上,像搭積木一樣安裝。因此在這麼一個世紀工程的施工現場,我們看不到人頭攢動、千軍萬馬的施工景象,而只有為數不多的大型裝備在現場進行搭積木式的裝配化安裝。

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港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道全長2.74公里,是連接線控制性工程,具有工程規模大、技術含量高、地理位置獨特、地質條件複雜、周邊環境敏感、工期控制風險高、工程管理難度大等特點。東、西工作井為“曲線管幕+凍結法”支點,為了實現技術最優、工藝最精,採用德國海瑞克U NS導向系統等國際先進儀器,建立自動跟蹤測量網絡控制系統,為施工安全護航。採取始發、頂進、接收三階段工作法進行施工作業的同時,適時調配泥水分離器、膨潤土分配器等機具輔助施工,採用直徑1.62米的AVN1200TC泥水平衡頂管機頂進。為提高頂進精度,他們採取由下向上一次頂進的施工順序,解決了群管頂進反覆擾動地層的施工難題,接收偏差僅5毫米。2014年9月5日,在拱北隧道暗挖段,中國鐵建十八局集團應用國際領先、國內首創的大直徑、長距離“曲線管幕+凍結法”施工技術,兩臺頂管機並駕齊驅頂進,精度偏差僅5毫米,標誌著該技術又取得重大突破。2015年5月28日,隨著頂管機緩緩移出,由36根鋼管組成的管幕,以曲線形式成功下穿我國第一大陸路口岸——珠海拱北口岸,這標誌著港珠澳大橋珠海連接線突破重要節點,同時也宣告了世界最大斷面的公路隧道管幕工程全面完工。

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在最具技術難度的橋島隧主體工程建設中,三一重工參與施工建設的混凝土機械設備就有將近60臺,其中12臺拖泵、12檯布料杆、10臺攪拌車以及1個攪拌站參與建設。另外三一的樁工機械、起重機械也參與了施工。 在人工島成島過程中,承建方在世界範圍內首次提出深插式鋼圓筒快速成島技術,用120個巨型鋼筒直接固定在海床上插入到海底,然後在中間填土形成人工島。在這樣一個創新方案中,三一設備協助客戶攻克了一個個技術難題。最終,施工方實現“當年開工、當年成島”,創造了世界工程的奇蹟。

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三一設備在沉管隧道的澆築過程中作業

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2014年,採用柳工歐維姆公司研製的鋼箱梁調位系統,進行三維姿態調整的港珠澳大橋首節鋼箱梁成功調節就位。該鋼箱梁調位系統專為港珠澳大橋設計,整個系統由數量眾多的千斤頂及相關液壓泵站和控制系統組成,用於港珠澳大橋鋼箱梁調位施工。據瞭解,豎向千斤頂用於調節鋼箱梁高度方向位移,控制系統負責對墩臺上的豎向千斤頂壓力和位移進行實時監控、控制,實現鋼箱梁的安全同步升降;水平千斤頂用於調節鋼箱梁縱橫向位移,控制系統同樣要對墩臺上的水平千斤頂壓力和位移進行實時監控、控制,實現橋樑的安全同步水平移動。除了鋼箱梁調位系統外,柳工歐維姆公司還有多個產品在港珠澳大橋中得到應用,包括Ф75高強螺紋鋼筋及其錨固體系、鉛芯隔震橡膠支座等。

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歐維姆客服人員正為大橋第二節鋼箱梁吊裝做準備


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