舉世矚目的港珠澳大橋近日正式通車(chē)運(yùn)營(yíng)。前不久臺(tái)風(fēng)“山竹”正面襲擊珠三角時(shí),大橋安然無(wú)恙,經(jīng)受住了颶風(fēng)的考驗(yàn)。這里凝結(jié)著同濟(jì)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的抗風(fēng)成果。
在港珠澳大橋的設(shè)計(jì)建造過(guò)程中,同濟(jì)大學(xué)多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)深度參與,破解諸多技術(shù)難題,為人工島建設(shè)、沉管隧道接合與抗震、通航孔橋抗風(fēng)等貢獻(xiàn)智慧,確保了大橋的順利建成并通車(chē)運(yùn)營(yíng)。
港珠澳大橋采用隧橋模式,隧橋轉(zhuǎn)換需要在大海中建設(shè)人工島,采用的方式為先打樁、用擠密砂樁圈起圍堰,抽干水然后再筑島。如何解決軟弱海底地基的穩(wěn)定和沉降問(wèn)題?同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院馬險(xiǎn)峰博士開(kāi)展“外海厚軟基橋隧轉(zhuǎn)換人工島設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)”研究,其成果支撐了擠密砂樁設(shè)計(jì)中若干難題的解決。
港珠澳大橋隧道沉管每節(jié)重達(dá)8萬(wàn)t,在海底萬(wàn)一沒(méi)接好怎么辦?遇到地震會(huì)不會(huì)扭曲變形?同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院袁勇教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展多點(diǎn)非一致地震激勵(lì)下超長(zhǎng)沉管隧道地震響應(yīng)快速分析方法、沉管隧道減震控制技術(shù)等一系列研究,拿出了可確保大橋承受8度設(shè)防烈度地震的抗震方案。
港珠澳大橋有3個(gè)大跨度通航孔橋,在風(fēng)高浪急的伶仃洋上,橋梁如何抗風(fēng)是個(gè)大問(wèn)題。同濟(jì)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)給出了方案。以青州航道橋?yàn)槔芯咳藛T采用主梁小、大比例節(jié)段模型測(cè)振風(fēng)洞試驗(yàn),主梁、橋塔節(jié)段模型測(cè)力風(fēng)洞試驗(yàn),橋塔自立狀態(tài)氣彈模型、全橋氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)的方法進(jìn)行抗風(fēng)研究。橋塔試驗(yàn)表明,即使在風(fēng)速65 m/s的風(fēng)中,橋塔也未出現(xiàn)自激和發(fā)散性的馳振現(xiàn)象。
在港珠澳大橋拱北隧道建設(shè)過(guò)程中,面對(duì)土層軟弱、富含地下水、距離地面僅5 m的不利情況,同濟(jì)大學(xué)胡向東教授與各方專(zhuān)家一起探索研究,最終敲定管幕凍結(jié)法。管幕是圍繞隧道四周、沿隧道全長(zhǎng)布置的大型鋼管,保護(hù)隧道施工安全;凍結(jié)是把鋼管之間及周?chē)馏w凍結(jié)成凍土,形成止水帷幕。這樣,拱北隧道暗挖段成為一個(gè)大“冰桶”,有效避免了施工時(shí)漏水和地面塌陷。
當(dāng)初荷蘭一家世界著名隧道沉管公司曾要價(jià)1.5億歐元相當(dāng)于15億元人民幣,提供巨大沉管的深水安裝技術(shù)咨詢(xún)。中方?jīng)Q定找自己的專(zhuān)家解決,同濟(jì)大學(xué)接下了這項(xiàng)任務(wù),承擔(dān)港珠澳大橋設(shè)計(jì)文件的復(fù)核、審查,圓滿(mǎn)完成了相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)科研任務(wù)。