港珠澳大桥的桥墩是怎么修建的茅以升30年

新中国成立后,一条条公路一架架桥梁在华夏大地上横空出世,交通的网络在这片古老的土地上四处开花,连接起的不仅仅是生活上的便利,还有发展的前景。

几十年来,我国的基础建设提高了人民的生活品质,也让世界在一个个奇迹般的工程中看到了不一样的中国速度,而中国这个基建狂魔的故事还在继续。

现代的桥梁奇迹

年10月,当第一辆私家车跑在港珠澳大桥上时,这个长达五十五公里的跨海大桥让全世界都为之震惊。

这个全球第一长的跨海大桥在这片海域迎着太阳傲然于世,英国《卫报》更是称其为“现代七大奇迹”之一。

这座大桥让香港、珠海、澳门三地的联系更加紧密,原来需要三个多小时的路程在这里只用花费半个多小时。

而这也为我国广东沿海带来了新的发展机遇。曾以制造业为支柱发展壮大的南方宝地在新世纪被赋予了新使命。

当年颁布了粤港澳大湾区发展规划纲要后,珠三角地区作为南方的起点将担当起带动一带一路经济发展的重任,而港珠澳大桥便是这片地区的纽带。

而港珠澳大桥这一伟大的工程也再次向全世界展示了我国的基建实力。

建造过程里所面临的困难以及我们所做的正确选择无时无刻不在体现着一个大国的综合国力和自主创新的力量。

当年,英国商人杜兰德在北京修建了中国第一条铁路到现在一个半世纪后,一个民族终于爆发出惊人的力量。

一个交通工程,不仅仅是对于地区经济有着先行的发展意义,更是在向世界展示,中国制造不再局限于低廉的工业品,我们还有完全自主创造的科技产品。

想别人不敢想的,做出别人做不到,这才是一个基建大国应有的实力。

而每个庞大的世纪工程背后都遇到过前所未有的难题。港珠澳大桥全长五十五公里,虽然看起来并不是很长,但这座大桥横跨的是波涛汹涌的大海。

海洋环境复杂,不仅面对着海面的飓风,海底还有变幻莫测的洋流。

而为了保证大型油轮的通行,这座大桥有几公里路段都位于海底,一面是跨海的桥梁建筑,一面是沉海的海底沉管隧道,无论哪一段都是世界之最,毫无经验可以借鉴。

而我国却能在九年时间里自主完成这一庞大的工程,为中国再添一张亮眼的名片,这其中是来自我国无数建筑人士的共同努力。

跨海大桥修建困难重重

在我国历史上也是有过自主修建长距离大桥的经历,钱塘江大桥和武汉长江大桥都是非常成功的案例,而这两架大桥都是由茅以升参与设计的。

其中钱塘江大桥更是我国第一座现代化大型桥梁,具有跨时代的开创意义。

茅以升出生在清朝末年,江苏镇江上的一个封建家庭里的小少爷,却因为在十岁那年因为家乡一座桥梁坍塌让他暗下决心,“要建造出一座最结实的桥梁。”

茅以升不出所望,凭借优异的成绩去往美国留学,并在年获得了美国卡耐基理工学院桥梁专业的博士学位。

学成归国的茅以升一直在为国家的桥梁教育和建造研究尽心尽力。

不但在学校里授人理论,还在年主持设计、修建了钱塘江大桥,这是由中国设计施工完成的第一座现代化钢铁大桥。

而在新中国成立后,他还一直致力于国家的桥梁建设事业,在年到年主持设计和修建了武汉长江大桥。从此,一桥飞架南北,天堑变通途。

茅以升为我们留下的不仅仅是这些便民发展的桥梁,还有更为宝贵的建筑理论。

我们都说学习工作要先打好基础,而对于一座桥梁,它的桥墩就是给予支撑的基石。

江底淤泥重生,不断地冲刷会让水里的沙石消耗殆尽。为了能建造出稳固经用的桥墩,茅以升开创性地使用了射水法和沉箱法。

射水法就是通过高压水流将水底的淤泥冲开,直到看见足够坚硬的土层,在这里放置桥墩都能保证桥梁的安全通行。

沉箱法是先在陆地制造出一个钢筋混凝土箱子,然后通过重力按压将箱子放置在坚实的土层,再利用高压将中间的水排空,在里面就可以进行作业。

这两种方法在水深较浅的地方都具有很高的运用价值,因此在江河里会经常用到。

但是珠海口是海洋,这里有洋流交汇,海底的冲刷力会更大。

而海水是挖不干净的,更何况全长几十公里的海底,有些地方深达百米,单纯依靠原来的方式修建桥墩简直是愚公移山。

这里地处外海,气象水文条件复杂。而海底淤泥深厚,基岩起伏大,海水腐蚀度高。

大量的淤泥会在新建桥墩、以及桥梁建造过程中堆积并阻塞航道甚至形成冲击平原,不仅会干扰桥墩的安置与桥面的对接,还会造成生态环境的破坏。

而在这里我们需要个桥墩和7个桥塔来支撑大桥,有些地方的整个桥墩从海底到海面甚至长达百米。

为了应对海洋的环境,建筑团队首先想到的是更为安全的围堰法。陆上平地的建筑环境是最为稳定的,那就在海里也修建一个平地。

我们常能看到人工岛这样的现代景观,一块块人工板漂浮在海面构建了一个赛博之地。

但这个围堰法却是在海面以下,工人利用坚硬的隔水材料将施工海域围截,再将中间的水抽干,造成了一块可供工人作业的平地。

但这个方法耗费太大,抽水带出的淤泥还会影响海域的生态环境,只能在浅水区少量使用。

因此,建筑人员又将茅以升的沉箱法进行了改良,将原来中空的箱体安装在底面,利用高压将这个空心柱箱插入海底。

到达淤泥处依靠工人作业将周围的软泥挖开,整个箱体随挖随沉,到达坚固的海床时进行固定,最后在空心箱里注入混凝土。

这个方法机械化要求低而且十分环保,又不会影响周围船只的通行,还能进行同时作业。

不过当沉箱到达一定深度后,海底的高压会对工人的身体造成伤害,因此,这个法子无法在全段中运用。来到深海处时必须再想其他办法。

打桩神器

整座大桥就这样在实践中摸索着修建,虽然不断地发现新困难,但基建狂魔总会迎难而上。建筑团队拿出沉井技术和打桩法来应用这汪洋的深海。

利用模块拼接原理,将一个个事先制好的中空铁桶深入海底,接着再将另一段铁桶拼叠在之前的放入的部分上,这样就能得到一个高度可调节的中空柱体。

而这时,只需要将混凝土灌入就能得到一个即能抗压还能承重的桥墩。

这种方式会在陆地将材料制造好,只需好通过拼接就能完成任意高度,这大大减少了工人在海底的作业时间,而且不会造成污染。

但同样的,因为少了在海底的作业,面对一些厚淤泥层这种方法是无法单独使用的,需要配合打桩一起。

预先善其事,必先利其器。一条专为港珠澳大桥制造的打桩船出现在了这片海域。

这条将近四千平米的长方形状的船只有一条长达近百米的“桅杆”,正是这钢筋的桩体能够解决现下面临的桥墩修建问题。

这种打桩船没有前进动力,需要依靠大船牵引,当这些船只被运送到施工海域时,他们就像一个敬业的海面施工队在这里开始作业。

打桩船集打桩和吊装为一体,前面的长臂能够以相对的海洋深度进行变化,不仅能在深海作业还能在海面进行运输工作。

而长臂能够进行折叠转向,通过对天气数据的分析能够及时调节船体结构在较恶劣的环境中也能争分夺秒。

设计师还根据这里不同段海底下不同的岩石结构,设计出不同的桩,通过打桩船上的打桩臂一次次的捶打将这些事先做好的桩嵌入海底岩层。

因此,一时间,珠海口漂起了许许多多这样的打桩船,它的存在不仅减少了人工作业的风险,还实现了高度自动化。

我国在基建过程里,为了打破外国的技术垄断,能够应对复杂的地形条件,投入了大量的人力物力在制造研发中。

让我们拥有了自己的建筑技术,赶超一度领先的德国日本,让国家发展不再受制于人。

凭借这些打桩神器,一个个桥墩屹立在海面。这些桥墩每个都重达三千吨,在涂抹上特殊研制的防护材料后,这些桥墩不仅能抵抗淤泥的冲刷,还能很好地避免高盐度海水的腐蚀。

就这样,一架连通两岸三地的港珠澳大桥出现在了我们面前,九年时间里,不仅是考验了我国的基建实力还有国家的科技创新以及制造能力。

茅以升在上世纪三十年代创造的桥梁修建技术至今还在被世人沿用,可见科技兴邦不是说说而已。而理论在不断的实践里能够得到一次次完善,就这样,拥有千百年辉煌历史的华夏文明在科技时代依然能够熠熠生辉。



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