举世无双的港珠澳大桥

周华

我们繁衍生息的这个世界，江河纵横，湖泽星罗棋布，高山深谷，千沟万壑，这些给人类的生产生活带来了很多不便。“逢山开路，遇水搭桥”是我们人类几千年来在与大自然搏斗过程中摸索出来的经验，一座座桥梁就是人类改造自然界留下的绚烂篇章2016年9月，港珠澳大桥主体工程桥梁全线贯通，桥梁以香港大屿山为起点，跨越珠江口，一端连着珠海。一端连着澳门。这座连接着珠海、香港和澳门三座城市的大桥是世界上最长的跨海桥梁，被人称为“世界现代七大奇迹”之一。

宏伟的构想

珠海位于广东省珠江口岸。东与世界金融中心香港隔海相望。南与人口密度最大的旅游城市澳门相连。随着珠三角地区经济的快速发展，三地的交通往来日渐频繁，但是从珠海走陆路到香港要花费4h车程。其实珠海市区到香港市区的直线距离只有不到80 km。它们之间横亘着的便是广阔的伶仃洋。1000多年前，南宋爱国大臣文天祥曾在伶仃洋写下诗篇《过伶仃洋》。早在20世紀80年代，人们便没想能够建设一座横跨伶仃洋的跨海大桥。将珠海和香港连接起来，但是由于施工难度巨大。这一设想一直未能成型。

伶仃洋海域环境复杂，从南海过来的台风常年影响着这里，全年有2/3的时间海面上刮着6级以上大风。这里还是世界上海运和空运最繁忙的区域之一。每天有4000多艘海船、1800多架航班要通过这片海域。如果满足一些30万吨级的远洋巨轮的通行，桥梁需要建几个超过170 m高度的桥塔，这将影响飞机的起降。

为了不影响这片区域的交通运输，工程师提出了一个大胆的想法——建立跨海大桥和海底隧道相互连接的结构。在桥上行驶的汽车在走过一段路程后将进入海底隧道，在海面下行驶的汽车，与水面上的轮船互不影响。最终工程方案确定：大桥结构长度为22.9 km，海底隧道长度为6.7 km，二者之间通过岛屿相互连接。

建造人工岛

由于伶仃洋海域周围没有天然岛屿，为了将大桥和隧道相连。必须首先在海面上修建人工岛。修建人工岛是整个港珠澳大桥施工难度仅次于铺设海底隧道的工程。工程师在勘探完水下地形后，心头蒙上了一层阴影。因为在修建人工岛区域的海床上方覆盖着15m～20m厚的淤泥。这些淤泥表面光滑，如果用传统的抛石技术填满海床制造岛屿，抛落的石块将难以站稳。最终会从淤泥表面滑落。要想建岛，必须首先清理淤泥。这片海域的淤泥量达到了8×10m³，这么大的淤泥量和三座146 m高的埃及金字塔体积相当。清理工程肯定难以在规定时间内完成。同时。清理这片淤泥也将对这片海域的生态环境造成毁灭性的破坏。必须采用其他更好的方法建岛。

一个大胆的想法被设计出来，工程师设想将一组巨型圆钢筒固定在海床上，形成一个稳定结构，在圆钢筒围成的区域内注入泥沙、石块建岛。这个计划将不用移走天量的淤泥，对海洋环境的影响最小。

这组圆钢筒共120个，它们将围成海底隧道两端的人工岛。每个圆钢筒的直径22.5 m。相当于一个篮球场大小。高度55 m，重达550 t。120个圆钢筒全部在上海长兴岛上制造，每个圆钢筒由72个部件拼接而成，每一个部件之间的误差不超过3cm。最终历时8个月，由12960片共计60 000 t的铁板拼接成的圆钢筒制作完成，这相当于建造8座埃菲尔铁塔所耗用的钢铁量。

铺设海底隧道

修建人工岛的难题得以解决，剩下的难题就是怎样在这6.7 km的海域内铺设海底隧道。常规挖掘隧道需要使用盾构技术来完成，盾构机属于一种专门挖掘隧道的工程机械，我国最先进的盾构机能够在15 m深的地下挖掘出直径15 m的隧道。但是港珠澳大桥的施工环境难以满足盾构技术的要求，只有采用沉管隧道技术。

沉管隧道技术就是首先利用工程船在海床表面挖出沟槽，再将在地面上预制好的沉管隧道分节放到沟槽表面，之后在水下进行无缝对接。港珠澳大桥海底隧道的沉管每节长180 m、宽33 m、高11 m，重达76 000 t，相当于一个中型航空母舰的质量。6.7 km的海底隧道就是由33根这样的沉管拼接而成。最终形成双向6车道的交通规模。

每根沉管又被分为8个模块一一制造。一年时间内，33根钢筋混凝土浇灌而成的沉管被制造山来。但是接下来面对的难题是怎样将一节节沉管无差错地拼接起来。远在2000 km之外的大连理工大学的科研人员用了半年多时间来为拼接沉管的工程进行数据采集，这将告诉工程人员用何种方式拼接沉管。他们需要计算出用多粗的钢缆来起吊沉管，需要模拟各种作业环境下可能发生的状况。每根沉管的造价高达1亿元人民币，稍有不慎会造成巨额经济损失，甚至人员伤亡。

保护桥梁的特殊设计

港珠澳大桥桥体埋在海平面以下的部分极易受到海水的腐蚀，普通的钢筋混凝土在海水中的浸泡时间超过20年，海水中的盐分就会渗入钢筋内部使钢筋体积膨胀，导致混凝土开裂。港珠澳大桥的设计使用寿命为120年，普通的钢筋混凝土显然难以满足要求。大桥的整个桥体部分都使用的是特殊的高性能钢筋混凝土，强度能提高数倍以上。另外，为了抵御可能出现的海啸、地震等自然灾害，桥体连接部分使用了高阻尼橡胶，这种特殊的橡胶能够最大限度吸收振动产生的力量。共振现象是桥梁最大的敌人，经过特殊设计的挡风板被安装在桥面上，经试验能够大幅度减少桥梁振动的幅度。采用各种高标准现代化科技建造的港珠澳大桥能够抵御8级地震和16级台风。

港珠澳大桥是祖国各个地区、各个领域的专业性人才精诚通力合作的结晶，它不仅仅是中国现代化综合性国力的体现，更展现了中国人敢于迎接挑战、脚踏实地的精神面貌。

责任编辑 林洋