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        上天入地

        2019-04-19 12:13:48
        小哥白尼·趣味科學(xué)畫報 2019年2期
        關(guān)鍵詞:伶仃洋海底隧道人工島

        2018年10月23日,連接香港、珠海和澳門三地的港珠澳大橋通車。這座大橋被譽(yù)為工程史上的奇跡,更是中國跨海大橋中的紀(jì)念碑。它全長55千米,橫跨風(fēng)高浪急的廣東伶仃洋,需要在120年的使用壽命里抵抗臺風(fēng)和地震的侵襲,建造困難前無古人。大橋還有一節(jié)深埋在海底的隧道,由兩座新建的人工小島與大橋連接。整座大橋充滿科技亮點和令人贊嘆的智慧結(jié)晶,在便利交通的同時,也讓中國橋梁又一次震驚世界。

        港珠澳大橋的世界之最

        世界最長跨海大橋

        世界施工綜合難度最大跨海大橋

        世界最長、最深海底沉管隧道

        世界首創(chuàng)深插鋼圓筒快速建島技術(shù)

        大橋很環(huán)保

        大橋的施工區(qū)域伶仃洋生存有2000多頭中華白海豚,屬于國家一級保護(hù)動物。為了不打擾這些可愛的海豚的生活,當(dāng)專門的觀察員在大橋500米內(nèi)發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡,施工就要暫停。此外,挖出的泥沙都必須運送到五六十千米外的地方傾倒,盡量減少對海底環(huán)境的破壞。

        大橋如何對抗“天災(zāi)”

        地震

        大橋采用一種由多層新型高阻尼橡膠和鋼板交替疊置結(jié)合而成的隔震支座實現(xiàn)抗震。地震發(fā)生時,隔震支座利用橡膠黏性大、吸收震動能量、變形能力強(qiáng)等特點,在外力作用下產(chǎn)生一定的變形,吸收地震的能量。

        臺風(fēng)

        大橋跨越的伶仃洋一年有三分之二以上的時間刮強(qiáng)風(fēng),而且還是臺風(fēng)的重要通道。強(qiáng)風(fēng)不僅會造成橋面振動引起司機(jī)行車不適,還可能破壞橋梁結(jié)構(gòu)。工程師為此給大橋安裝了防風(fēng)屏障,可以使得風(fēng)速衰減70%。

        海水

        海水中的鹽分會對橋梁產(chǎn)生侵蝕。為此,大橋都涂抹了防腐涂料。橋面的混凝土也非常厚實,空隙很小,水分不會下滲侵蝕橋梁的鋼結(jié)構(gòu)。

        大橋有段在海里

        遠(yuǎn)海人工島和海底沉管隧道是大橋的關(guān)鍵技術(shù),猶如巨龍的點睛之筆,位于大橋靠近香港的一側(cè)。在設(shè)計之初,設(shè)計師當(dāng)然考慮的是全程橋梁方案,但是大橋在靠近香港的一側(cè)是重要水上航道,需要滿足30萬噸油輪通過,此段橋面的高度需要超過80米??墒峭扑阆聛?,橋塔就要高達(dá)200米,又超過了附近香港機(jī)場對周圍建筑物限高88米的要求,因此才有了建設(shè)海底隧道的大膽設(shè)想。要在沒有陸地的海上把橋和海底隧道連接起來,建設(shè)人工島也就成了唯一選擇。

        沉管隧道的安裝步驟

        1.清淤船將海底泥沙挖掘清除,再鋪上碎石。

        2.巨型起吊裝置將沉管放入海底。沉管的止水帶將阻止?jié)B水。

        3.在沉管上填滿沙石,最終隧道位于海面以下40多米,毫不影響船只通航。

        隧道體驗

        隧道內(nèi)有大型風(fēng)機(jī),可以吸入洞外的空氣,也可以排出洞內(nèi)的汽車尾氣。經(jīng)過通風(fēng)處理,隧道內(nèi)溫度一般維持在26攝氏度左右,涼風(fēng)習(xí)習(xí)。防火板能在1200℃的高溫下,保證沉管的混凝土結(jié)構(gòu)在2小時內(nèi)不受破壞。如果海底隧道發(fā)生事故,人工島上的救援力量3分鐘內(nèi)就能到達(dá)。如果橋面上發(fā)生事故,也能在5~7分鐘內(nèi)趕到。

        大海里怎么建橋墩

        大橋的部分橋墩是這樣建造的,先將巨型鋼圓筒插入海底,圍成一圈,再將其中的海水抽干,工人就能進(jìn)入建造橋墩。橋墩建完后,再將圓筒拔出撤走。一些巨型的起重機(jī)需要參與這項工作。

        搭橋如同搭積木

        橋梁是分成節(jié)段在陸地上的工廠生產(chǎn)的,再用船運輸?shù)胶I?,以搭積木的形式拼接成橋梁。最長的一節(jié)長達(dá)152.6米,寬33.1米,相當(dāng)于12個標(biāo)準(zhǔn)籃球場的大小,重達(dá)3600噸。港珠澳大橋在橋梁上部結(jié)構(gòu)的用鋼量超過42萬噸,可用來修建近60座埃菲爾鐵塔。

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