創下五項世界紀錄!看深中大橋背後的超級“智慧”
來源:科普中國
發布時間:2024-09-02
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編者按

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深中通道,這條連接深圳寶安與(yu) 中山馬鞍島的跨海通道,全長約24千米,以其獨特的“東(dong) 隧西橋”設計,如同蛟龍出海,橫臥在伶仃洋上,成為(wei) 粵港澳大灣區一體(ti) 化發展的又一重要裏程碑。曆時七年的精心打造,深中通道不僅(jin) 鋪設了世界首例雙向八車道鋼殼混凝土沉管隧道,還建造了國內(nei) 首個(ge) 高速公路水下互通立交,以及世界最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋——深中大橋。

深中大橋夜景。深中通道管理中心供圖

從(cong) 空中俯瞰,深中大橋如長虹臥波。地處珠江入海口,麵對高溫、高濕、高鹽、強台風頻發的惡劣環境,深中大橋創下了五項世界紀錄。在茫茫伶仃洋上,如何施工架橋?超級工程背後,有哪些硬核科技?近日,記者采訪了深中大橋的建設者們(men) ,真切體(ti) 會(hui) 到我們(men) 國家從(cong) “基建中國”向“智創中國”的重要轉變。

創造五項世界紀錄的橋梁傑作

在建設之初,深中通道的設計方案經過了多方麵的考量。考慮到航道、航空限高、通航淨高以及地質條件的複雜性,最終確定了“東(dong) 隧西橋”的方案。這一方案不僅(jin) 滿足了建設條件,還實現了多行業(ye) 的協調發展,且安全風險可控。

深中通道管理中心副主任張長亮表示:“深中通道是國家重點工程,它的設計和建設需要從(cong) 國家發展和珠三角整體(ti) 發展的角度綜合考量。我們(men) 麵臨(lin) 的挑戰包括工程的造價(jia) 、工期、風險以及技術條件等,這些都要求我們(men) 做出最合理的選擇。”

深中大橋,作為(wei) 深中通道的重要組成部分,以其1666米的主跨成為(wei) 世界最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋。主塔高達270米,通航淨空高度為(wei) 76.5米,創造了五項世界紀錄,包括離岸海中懸索橋跨徑最大、通航淨高最高、主纜鋼絲(si) 強度最高、海中錨碇體(ti) 量最大、顫振檢驗風速最高。2024年4月,深中大橋榮獲橋梁界“喬(qiao) 治·理查德森獎”。

穩定性與(yu) 安全性的建築典範

深中大橋從(cong) 設計初期到建成通車,過程中取得的所有成就背後,是工程師們(men) 對橋梁穩定性和安全性的不懈追求。

在強台風來襲時,會(hui) 在橋麵附近形成漩渦,形成周期性向上向下的吸拉波動,當波動的頻率和橋自身頻率重合時,就會(hui) 產(chan) 生共振,橋就如同秋千般激蕩起來。創新團隊開展了3年多的平行研究,研發出了新型組合氣動控製技術,將大跨徑鋼箱梁懸索橋的臨(lin) 界顫振風速,從(cong) 世界公認的70米/秒,提升到超過80米/秒,一舉(ju) 打破國外權威論斷。

“深中大橋的設計和施工要求極高,我們(men) 麵臨(lin) 的最大挑戰是台風。”深中通道管理中心總工辦副主任陳煥勇介紹說:“我們(men) 要防止橋梁的顫振失穩,就不斷進行氣動試驗,最終使試驗顫振的臨(lin) 界風速達到了88米每秒,確保大橋能夠抵抗17級以上的台風。”

深中大橋有兩(liang) 個(ge) 巨大錨碇,單個(ge) 錨碇混凝土方量約34.4萬(wan) 立方米,重約100萬(wan) 噸,是當前世界上最大的海中錨碇。錨碇的作用就是承受拉力,穩定大橋,深中大橋的主纜就係在這兩(liang) 個(ge) “秤砣”身上,大橋的自重加上橋麵車輛,總重量超過10萬(wan) 噸,靠的就是這兩(liang) 顆“定盤星”。

陳煥勇介紹說:“懸索橋就是大橋的主梁跟吊索懸掛在主纜上,因此主纜是整個(ge) 橋梁的生命線。深中大橋的錨碇坐落在海麵以下大概50米處,然後通過100萬(wan) 噸的錨碇和基岩之間的摩擦力來實現拉力的平衡,進而錨固整個(ge) 橋梁。”

智慧與(yu) 創新的工程奇跡

深中通道的建成,不僅(jin) 縮短了深圳至中山的車程,從(cong) 2小時縮短至30分鍾,更極大地促進了粵港澳大灣區的文旅融合,提升了區域經濟和文化的交流。深中通道開通首月車流量超過300萬(wan) 車次,承擔了跨珠江口總車流量的約四分之一,成為(wei) 灣區人民緊密相連的重要紐帶。

“我們(men) 的管控平台已經基本完成了態勢感知預警預測模塊功能的開發,正在進行仿真算法的調優(you) 和持續優(you) 化工作,以提升整個(ge) 路網的通行效率和智慧管控能力。”深中通道路網調度中心副部長徐先蔚說。

深中通道,這座世界級的工程奇跡,以其創新技術和卓越構想,不僅(jin) 推動著大灣區的飛速發展,更助力著中國經濟破浪前進。它的故事,將激勵著大國工程建設者們(men) 繼續在科技和智慧的道路上不斷前行。

審 核:

陳 越 深中通道管理中心副總工程師

陳煥勇 深中通道管理中心總工程師辦公室副主任




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