舉世無雙的港珠澳大橋

周華

我們繁衍生息的這個世界，江河縱橫，湖澤星羅棋布，高山深谷，千溝萬壑，這些給人類的生產生活帶來了很多不便。“逢山開路，遇水搭橋”是我們人類幾千年來在與大自然搏斗過程中摸索出來的經驗，一座座橋梁就是人類改造自然界留下的絢爛篇章2016年9月，港珠澳大橋主體工程橋梁全線貫通，橋梁以香港大嶼山為起點，跨越珠江口，一端連著珠海。一端連著澳門。這座連接著珠海、香港和澳門三座城市的大橋是世界上最長的跨海橋梁，被人稱為“世界現代七大奇跡”之一。

宏偉的構想

珠海位于廣東省珠江口岸。東與世界金融中心香港隔海相望。南與人口密度最大的旅游城市澳門相連。隨著珠三角地區經濟的快速發展，三地的交通往來日漸頻繁，但是從珠海走陸路到香港要花費4h車程。其實珠海市區到香港市區的直線距離只有不到80 km。它們之間橫亙著的便是廣闊的伶仃洋。1000多年前，南宋愛國大臣文天祥曾在伶仃洋寫下詩篇《過伶仃洋》。早在20世紀80年代，人們便沒想能夠建設一座橫跨伶仃洋的跨海大橋。將珠海和香港連接起來，但是由于施工難度巨大。這一設想一直未能成型。

伶仃洋海域環境復雜，從南海過來的臺風常年影響著這里，全年有2/3的時間海面上刮著6級以上大風。這里還是世界上海運和空運最繁忙的區域之一。每天有4000多艘海船、1800多架航班要通過這片海域。如果滿足一些30萬噸級的遠洋巨輪的通行，橋梁需要建幾個超過170 m高度的橋塔，這將影響飛機的起降。

為了不影響這片區域的交通運輸，工程師提出了一個大膽的想法——建立跨海大橋和海底隧道相互連接的結構。在橋上行駛的汽車在走過一段路程后將進入海底隧道，在海面下行駛的汽車，與水面上的輪船互不影響。最終工程方案確定：大橋結構長度為22.9 km，海底隧道長度為6.7 km，二者之間通過島嶼相互連接。

建造人工島

由于伶仃洋海域周圍沒有天然島嶼，為了將大橋和隧道相連。必須首先在海面上修建人工島。修建人工島是整個港珠澳大橋施工難度僅次于鋪設海底隧道的工程。工程師在勘探完水下地形后，心頭蒙上了一層陰影。因為在修建人工島區域的海床上方覆蓋著15m～20m厚的淤泥。這些淤泥表面光滑，如果用傳統的拋石技術填滿海床制造島嶼，拋落的石塊將難以站穩。最終會從淤泥表面滑落。要想建島，必須首先清理淤泥。這片海域的淤泥量達到了8×10m³，這么大的淤泥量和三座146 m高的埃及金字塔體積相當。清理工程肯定難以在規定時間內完成。同時。清理這片淤泥也將對這片海域的生態環境造成毀滅性的破壞。必須采用其他更好的方法建島。

一個大膽的想法被設計出來，工程師設想將一組巨型圓鋼筒固定在海床上，形成一個穩定結構，在圓鋼筒圍成的區域內注入泥沙、石塊建島。這個計劃將不用移走天量的淤泥，對海洋環境的影響最小。

這組圓鋼筒共120個，它們將圍成海底隧道兩端的人工島。每個圓鋼筒的直徑22.5 m。相當于一個籃球場大小。高度55 m，重達550 t。120個圓鋼筒全部在上海長興島上制造，每個圓鋼筒由72個部件拼接而成，每一個部件之間的誤差不超過3cm。最終歷時8個月，由12960片共計60 000 t的鐵板拼接成的圓鋼筒制作完成，這相當于建造8座埃菲爾鐵塔所耗用的鋼鐵量。

鋪設海底隧道

修建人工島的難題得以解決，剩下的難題就是怎樣在這6.7 km的海域內鋪設海底隧道。常規挖掘隧道需要使用盾構技術來完成，盾構機屬于一種專門挖掘隧道的工程機械，我國最先進的盾構機能夠在15 m深的地下挖掘出直徑15 m的隧道。但是港珠澳大橋的施工環境難以滿足盾構技術的要求，只有采用沉管隧道技術。

沉管隧道技術就是首先利用工程船在海床表面挖出溝槽，再將在地面上預制好的沉管隧道分節放到溝槽表面，之后在水下進行無縫對接。港珠澳大橋海底隧道的沉管每節長180 m、寬33 m、高11 m，重達76 000 t，相當于一個中型航空母艦的質量。6.7 km的海底隧道就是由33根這樣的沉管拼接而成。最終形成雙向6車道的交通規模。

每根沉管又被分為8個模塊一一制造。一年時間內，33根鋼筋混凝土澆灌而成的沉管被制造山來。但是接下來面對的難題是怎樣將一節節沉管無差錯地拼接起來。遠在2000 km之外的大連理工大學的科研人員用了半年多時間來為拼接沉管的工程進行數據采集，這將告訴工程人員用何種方式拼接沉管。他們需要計算出用多粗的鋼纜來起吊沉管，需要模擬各種作業環境下可能發生的狀況。每根沉管的造價高達1億元人民幣，稍有不慎會造成巨額經濟損失，甚至人員傷亡。

保護橋梁的特殊設計

港珠澳大橋橋體埋在海平面以下的部分極易受到海水的腐蝕，普通的鋼筋混凝土在海水中的浸泡時間超過20年，海水中的鹽分就會滲入鋼筋內部使鋼筋體積膨脹，導致混凝土開裂。港珠澳大橋的設計使用壽命為120年，普通的鋼筋混凝土顯然難以滿足要求。大橋的整個橋體部分都使用的是特殊的高性能鋼筋混凝土，強度能提高數倍以上。另外，為了抵御可能出現的海嘯、地震等自然災害，橋體連接部分使用了高阻尼橡膠，這種特殊的橡膠能夠最大限度吸收振動產生的力量。共振現象是橋梁最大的敵人，經過特殊設計的擋風板被安裝在橋面上，經試驗能夠大幅度減少橋梁振動的幅度。采用各種高標準現代化科技建造的港珠澳大橋能夠抵御8級地震和16級臺風。

港珠澳大橋是祖國各個地區、各個領域的專業性人才精誠通力合作的結晶，它不僅僅是中國現代化綜合性國力的體現，更展現了中國人敢于迎接挑戰、腳踏實地的精神面貌。

責任編輯 林洋