西安力量助力港珠澳大橋建設創造奇蹟

西安力量助力港珠澳大橋建設創造奇蹟

橋面鋪裝

港珠澳大橋島隧工程E16沉管浮運安裝

煙波浩渺的伶仃洋海域,自古就是海上交通要道;也因其海面寬闊、入海口水急浪高,而成為現代交通建設的一大難題。24日上午,世界上最長的跨海大橋港珠澳大橋正式通車運營,宏偉壯觀的大橋像一條巨龍橫臥在這片水面之上,連接了香港、珠海、澳門三地。據悉,長安大學共有6個科研團隊參與港珠澳大橋建設科技攻關,為這座堪稱“新世界七大奇蹟”之一的大橋建設奉獻了西安力量。

西安力量助力港珠澳大橋建設創造奇蹟

6個科研團隊助力

“港珠澳大橋建設標準”走向世界

港珠澳大橋是我國繼三峽工程、青藏鐵路、南水北調、西氣東輸、京滬高鐵之後又一重大基礎設施項目,2015年被英國《衛報》評為“新世界七大奇蹟”之一。

據瞭解,港珠澳大橋從1983年提出建設理念,2003年進行建設論證,到2009年開工建設,再到2018年建成通車,這座史上建設里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋樑項目凝聚了千萬建設者十餘年的心血,建設過程中克服了無數難以想象的困難。

在港珠澳大橋建設過程中,長安大學科研團隊及校友充分發揮公路橋樑隧道方面的專業優勢,根據工程建設的需求開展多項技術難題攻關,為大橋建設提供了強有力的技術支撐,助力“港珠澳大橋建設標準”走向世界。

據介紹,此次長安大學共有6個科研團隊參與港珠澳大橋建設科技攻關:沙愛民、陳華鑫教授團隊承擔港珠澳大橋主體工程島隧工程“節段式沉管隧道路面關鍵技術”研究;賀拴海教授團隊承擔青州航道橋主橋的施工過程精細化分析及控制研究;謝永利教授團隊承擔“外海厚軟基大回淤超長沉管隧道基礎沉降控制技術”研究、港珠澳大橋海底隧道通風物理模型試驗研究;劉健新、李加武教授團隊承擔港珠澳大橋江海直達船航道橋結構抗風性能試驗研究工作;王元慶教授團隊承擔大橋建設職業健康、安全、環保一體化管理實踐後評價專題研究;楊志強教授團隊承擔島隧工程深水深槽長距離沉管隧道最終接頭測控技術研究。

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解決節段式沉管隧道管節之間

變形大的突出問題

港珠澳大橋地處颱風、航運、海事、環保、景觀、航空管制等諸多因素約束的伶仃洋區域,為保證航空和航運不受影響,經過研究論證,大橋採取“橋—島—隧”結合的建設方案,其中海底沉管隧道長達6.7公里,並採用海平面以下45米的深埋方案,無論從建設長度還是水下施工難度來說,都是巨大的挑戰。在這種背景下,長安大學的沙愛民、陳華鑫教授團隊承擔了“節段式沉管隧道路面關鍵技術”研究任務,這一科研項目針對節段式沉管隧道管節之間變形大的突出問題,設計提出了合理的路面結構和沉管接頭的路面材料設計方案,良好地適應了管節之間的變形;開展了實驗室和足尺沉管隧道路面燃燒試驗,設計了阻燃路面材料,其燃燒時間比普通路面燃燒時間減少150秒左右;氣場溫度比普通路面降低30℃,阻燃效果十分明顯;基於對隧道中“燈—路—人”照明系統中的照明接收端的研究,提出了抗滑、高亮度的海底長隧道路面瀝青混合料材料組成設計要求以及路面施工工藝要求和組織方案。

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研發外海厚軟基大回淤超長沉管隧道設計與施工關鍵技術

在沉管隧道通風技術的研究中,曾經承擔“秦嶺終南山特長公路隧道通風技術研究”重大項目的謝永利教授團隊給予了重要的技術支撐,為港珠澳大橋運營120年的目標提供保障。

謝永利教授團隊承擔了“外海厚軟基大回淤超長沉管隧道設計與施工關鍵技術”項目中的兩個專題研究:“基於回彈再壓縮特徵的天然地基沉降分析與控制技術”和“沉管節段接頭構造性能研究”,研究成果給出了沉管隧道的沉降計算方法及相應的參數取值,建立了沉管隧道地基沉降計算模型,揭示了沉管節段接頭剪力鍵在地基差異沉降條件下的作用機理,為準確評估港珠澳沉管隧道在多工況條件下的基底回彈、沉降、縱向剛度變化情況以及沉管隧道剪力鍵的優化設計提供了重要支撐。

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為世界首座斜拉橋主塔“中國結”造型橫向支撐體系提供精細分析

港珠澳大橋主體工程有三座通航孔橋:青州航道橋、江海直達船航道橋、九洲航道橋。長安大學賀拴海教授團隊承擔了青州航道橋主橋的施工過程精細化分析及控制研究,進行了世界首座斜拉橋主塔“中國結”造型橫向支撐體系的預製、拼裝、吊裝、安裝、焊接過程的精細化分析及控制,為港珠澳大橋青州航道橋鋼結構結型撐與混凝土橋塔完美連接提供了技術支持;採用無應力控制法完成了鋼箱梁下料、初拼、組拼、運輸、安裝的全過程分析,為港珠澳大橋青州航道橋的順利合龍及線形控制提供了技術支持;進行了海洋氣候條件下的複雜結構體系施工過程風險分析並提出保障措施,確保港珠澳大橋青州航道橋施工過程中的結構安全;進行了港珠澳大橋青州航道橋合理成橋狀態及索力優化分析,確保橋樑在建成後達到理想工作狀態。

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斜拉索減振方案

解決橋塔施工的渡颱風難題

劉健新、李加武教授團隊承擔了江海直達船航道橋的結構抗風性能試驗研究工作,得到了主樑風致振動的特性,提出了有效且經濟的主樑渦振抑制措施,提供了斜拉索減振方案,給出了橋塔施工的渡颱風指導建議。團隊經過研究提出的主樑渦振抑制措施大幅降低了該橋主樑風致振動減振費用,實現了颱風期間橋塔施工的安全,確保了主橋工期。優化的斜拉索減振方案,節約了拉索減振裝置的成本,提高了拉索的疲勞壽命。

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實施大橋建設中

HSE管理體系實踐後的評價研究

作為一項世紀工程,施工理念和技術需要不斷創新,管理理念同樣要與時俱進。在項目建設過程中,港珠澳大橋管理局實施了一體化的職工健康、工程安全與環保管理體系,以保障建設過程中健康、安全、環保效果。長安大學王元慶教授團隊承擔了大橋建設中的職業健康、安全、環保一體化管理實踐後評價專題研究,總結和歸納HSE(健康、安全、環保)管理實踐成果,評估HSE管理體系在實際應用過程中的合理性、有效性以及適用性,梳理HSE管理成果的先進特點並分析其應用的邊界條件,提出推廣改進建議,為大橋建設過程中實現職工健康、工程安全與環境保護目標做出了突出貢獻。

同時記者獲悉,楊志強教授團隊藉助長安大學自主研發的高精度磁懸浮陀螺及受限空間定向技術,攻克了港珠澳大橋長距離海底沉管隧道的精準對接難題。

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港珠澳大橋管理局總工程師蘇權科

優秀校友雲集

為大橋建設貢獻智慧

“我們一定要建一個為中國人爭氣的橋,要在世界上拿得出手、世界一流的橋。”港珠澳大橋管理局總工程師蘇權科表示,在長安大學學習和實踐所積累的豐富知識,為他的工作打下了良好的基礎;母校的支持,讓他在工程中遇到的一些困難迎刃而解。“例如,我們需要做一個隧道通風能力的論證,母校在技術上幫助大橋解決了通風問題。”

在港珠澳大橋的建設過程中,到處都有長安大學優秀校友的創新智慧,凝聚了他們忘我的付出與深厚的情感。蘇權科告訴記者,從母校來到建設現場參與工作的師生都非常敬業,無論是在計算、現場測量、分析比較等操作方面,還是提出建議及方案,他們都帶著極大的熱情,體現了極高的專業素養。

“在大橋建設過程中,無論你是一個普通的建設者,給大橋扭一個螺絲釘、綁一根鋼筋,還是從事大橋的管理工作,都是非常有意義的。”長安大學校友、港珠澳大橋管理局計劃合同部主辦張永才表示,“建設港珠澳大橋,有我長安大學人、有我們大西安的力量,我驕傲,我自豪!”

文/記者任娜 通訊員郗波 馮秋香 王翀

圖/長安大學提供


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