港珠澳大橋建設(shè)中的科技智慧

葉青　郝曉明　華軒

2018年10月23日上午，被英國《衛(wèi)報》譽為“新世界七大奇跡”之一的港珠澳大橋，在廣東珠海市舉行開通儀式。10月24日上午，港珠澳大橋正式通車運營。大橋全長約55公里，主體工程集橋、島、隧于一體，創(chuàng)造了沉管隧道“最長、最大跨徑、最大埋深、最大體量”的世界紀錄，涵蓋了當今世界橋、島、隧多項尖端科技，是當今世界極具挑戰(zhàn)性的工程之一。港珠澳大橋從設(shè)計到建成歷時十幾年，這背后有著什么樣的科技支撐呢？

天上有飛機，海上有輪船，夾在中間的港珠澳大橋如何才不會影響鄰近的香港國際機場航班的飛行安全，又能滿足伶仃洋航道30萬噸輪船通航的需要呢？

港珠澳大橋設(shè)計團隊提出了一個極富創(chuàng)造性的方案：建造東兩兩個人工島，修建一段海底隧道，將隧道與大橋連接起來。這條世界最長的海底沉管隧道由33個巨型沉管組成，每節(jié)管道長180米，單節(jié)重約8萬噸，且沉到海底40多米。

如此巨大的沉管要怎樣才能沉降到海底并實現(xiàn)對接？這就需要浮運安裝。所謂浮運安裝，即用拖船將沉管拖運到橋位附近，再用絞錨方式進行橫、縱移沉管至安裝位置并進行沉放安裝。為保證浮運安裝成功完成，華南理工大學的趙成璧剮教授團隊，采用物理模型試驗和數(shù)值模擬方法，對隧道沉管管段浮運、系泊與沉放等水上施工的關(guān)鍵問題進行研究。

“實驗發(fā)現(xiàn)，在淺水海域，沉管在水流和波浪的作用下，縱向水流對管段的作用所引起的問題比較容易解決，但若遇橫流，管段一放進海里，就會產(chǎn)生橫傾與下沉，并容易觸碰到海底，極其不安全。……