與天比高 與海比寬

與天比高、與海比寬，這個(gè)世界有哪座大橋敢像它這樣！它就是把香港、澳門(mén)、珠海三座城市連接在一起的珠港澳跨海大橋。

2009年，一個(gè)充滿想象的方案被提上日程：中國(guó)科學(xué)家要完成一件歷史性創(chuàng)舉，在零丁洋上建造一座跨海大橋，將香港、澳門(mén)、珠海三座城市連接在一起。

這座橋分為兩個(gè)部分，一個(gè)6.7公里長(zhǎng)的海底隧道，一條22.9公里長(zhǎng)的跨海橋面。

不過(guò)，從理想到現(xiàn)實(shí)，還需要一路“過(guò)關(guān)斬將”。

大橋的煩惱

珠港澳大橋所在位置，是全球最重要的零丁洋貿(mào)易航道，也是這片海域的唯一通道，每天有四千多艘船只穿行。

要想在這里施工，占用航道可不行，必須分段施工，而且需要航運(yùn)部門(mén)全天候監(jiān)控配合，疏導(dǎo)航運(yùn)，不出差錯(cuò)。不過(guò)，和下面的要求相比，這只是個(gè)小問(wèn)題。

在這里通行的船只，都是上萬(wàn)噸的大型運(yùn)輸船只，這就要求珠港澳大橋建成后，必須滿足10萬(wàn)噸巨型油輪順利通行。但是，科學(xué)家想將等級(jí)提高一些，希望30萬(wàn)噸巨型油輪也可以通行。這就意味著橋面凈高必須超過(guò)80米——相當(dāng)于26層大樓的高度。

你可以設(shè)想一下，在26層大樓上乘坐汽車(chē)的感覺(jué)。

你以為很爽？哈哈，別做夢(mèng)了。

在26層樓的高度上乘車(chē)并不舒服。當(dāng)你打開(kāi)車(chē)窗，大風(fēng)吹亂你的頭發(fā)，并且還會(huì)受到驚嚇。

驚嚇？

沒(méi)錯(cuò)，香港機(jī)場(chǎng)就在你的旁邊。車(chē)窗一開(kāi)，你會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，剛剛起飛的飛機(jī)就在你身旁。

別說(shuō)你會(huì)驚嚇，“飛機(jī)”也會(huì)害怕——它可不容許有超過(guò)80米的建筑物矗立在它的飛行航線上。

這給設(shè)計(jì)師們出了很大的難題，如果找不到解決的辦法，只好選擇停工。

唯一的選擇只能是，降低橋體高度，不影響飛機(jī)航道。

挑戰(zhàn)10%

你以為這就沒(méi)事啦？

科學(xué)家們煩惱著呢，他們還得和“10%”做斗爭(zhēng)。

原來(lái)，因?yàn)檠罅鞯年P(guān)系，每年會(huì)有大量泥沙從珠江涌入海洋。

傳統(tǒng)的橋墩會(huì)像一個(gè)阻擋泥沙的籬笆，只要阻水率達(dá)到10%，泥沙就會(huì)被阻擋沉積。日積月累，珠港澳大橋就會(huì)像神話中的精衛(wèi)鳥(niǎo)一樣，將大海填平，把這里變成平原。

為了避免這一結(jié)果，每年必須清理超過(guò)800萬(wàn)立方米的淤泥，這相當(dāng)于3座146米高的金字塔土石方用量。巨額清理費(fèi)用倒是其次，首當(dāng)其沖的是，這些淤泥將對(duì)海洋產(chǎn)生大量污染。

所以，讓橋墩的阻水率低于10%，是一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題。

一個(gè)大膽的設(shè)計(jì)方案被提了出來(lái)——放棄傳統(tǒng)橋墩，采用“圓形鋼筒圍島”。

圓形鋼筒圍島，就是將巨大的圓形鋼筒直接固定在海床上，然后在中間填土形成人工島。這樣做有兩個(gè)好處：一是，減少橋墩數(shù)量；二是，可以讓泥沙順著洋流從圓形鋼筒邊緣滑出去，阻水率自然低于10%。

這個(gè)設(shè)想完美地解決了淤泥問(wèn)題。

兩厘米誤差

但是，你知道這是什么樣的圓形鋼筒嗎？

這種鋼筒的直徑長(zhǎng)達(dá)22.5米，幾乎和籃球場(chǎng)一樣大，高度55米，相當(dāng)于28層樓的高度，而重量將達(dá)到550噸，相當(dāng)于一架A380“空中客車(chē)”。科學(xué)家需要將120個(gè)這樣的圓鋼筒釘進(jìn)大海里，形成三座圓心島，這在中國(guó)是史無(wú)前例的。

鋼筒被艱難地送至指定海面……

數(shù)千雙眼睛正在注視著這個(gè)龐然大物。因?yàn)椋咛魬?zhàn)的工作馬上就要開(kāi)始。

550噸重、55米高的巨型鋼筒，要被放置在規(guī)定坐標(biāo)的海床上，只容許2厘米誤差。

科學(xué)家必須動(dòng)用各種超級(jí)武器，譬如：世界上最大的八向震錘。震錘的作用是將鋼筒吊起，移至指定位置，然后一點(diǎn)點(diǎn)釘入海中。

這個(gè)世界上最大的震錘是為珠港澳大橋定制的，它能輕而易舉吊起1600噸重物。550噸重的圓鋼筒被吊起移向這片海域，并不是問(wèn)題，但在茫茫大海中，你如何才能確定鋼筒釘入海中的精確位置呢？

20000公里的高空，GPS衛(wèi)星正在不斷地傳遞數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)入大橋的數(shù)據(jù)處理中心。

“中心”的任務(wù)就是：確保施工精度，哪怕是2厘米的誤差。

位置鎖定……

550噸重的圓鋼筒逐漸下沉，它要穿透37米的海床到達(dá)指定位置。

一切似乎進(jìn)展很順利，但震錘很快就停了下來(lái)。

檢測(cè)資料顯示，圓鋼筒正在穿透一個(gè)5米厚的硬層。機(jī)械師必須不斷調(diào)整震錘的輸出功率，稍有不慎，震錘會(huì)因超過(guò)負(fù)荷而報(bào)廢。原本30分鐘能夠完成的工作，耗時(shí)兩個(gè)小時(shí)才完工。

終于，第一根鋼筒釘入海中，橋面工程有了一個(gè)好的開(kāi)端。

七千噸牽引

那么，海面以下的隧道建設(shè)呢？

為了避免泥沙沉積，科學(xué)家在海底隧道部分，采用全新的沉箱技術(shù)。

這種技術(shù)是在海床上挖出溝槽，將預(yù)制好的隧道沉放在溝槽中，然后進(jìn)行水下對(duì)接。

這樣可以減少泥沙的淤積，也可以大大改善對(duì)海洋的污染。但技術(shù)對(duì)工程難度提出巨大挑戰(zhàn)——因?yàn)椋@片海域的洋流和海床環(huán)境異常復(fù)雜，對(duì)順利安裝造成困擾。

為了確保順利安裝和正常使用，科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了模擬測(cè)試。

他們要模擬出在最?lèi)毫拥沫h(huán)境下，洋流對(duì)沉管隧道運(yùn)輸和安裝的影響。科學(xué)家必須得到一組數(shù)據(jù)，確定采用多大的鋼纜，才能安全牽引住7600噸的沉管隧道。

除此以外，隧道以上的橋面上，如果有較大的動(dòng)靜，也會(huì)對(duì)隧道產(chǎn)生影響。

這片海域蘊(yùn)藏著強(qiáng)大的能量，每年超過(guò)6級(jí)以上的風(fēng)速接近200天。韌性強(qiáng)的鋼梁會(huì)在風(fēng)力的作用下自然擺動(dòng)。如果橋面擺動(dòng)和隧道擺動(dòng)的頻率相同，就會(huì)造成共振，振動(dòng)就會(huì)加劇，后果不堪設(shè)想。

聰明的科學(xué)家利用風(fēng)洞模型克服了這個(gè)問(wèn)題。他們?yōu)榇髽虬惭b了溢流板，將風(fēng)力“分解”，讓7級(jí)風(fēng)力、40厘米的振幅，一次性降到6厘米振幅。

挑戰(zhàn)在繼續(xù)

珠港澳大橋，挑戰(zhàn)大自然，只是一個(gè)開(kāi)始。工程還未結(jié)束，這里將不斷上演新的精彩，讓我們拭目以待！