跨海橋梁
關注創(chuàng)建者：姜講蔣醬 創(chuàng)建時間：2023-03-06
跨海橋梁的實例教程
作者：劉吉柱
港珠澳大橋管理局
1 概述
展望21 世紀中國橋梁工程的發(fā)展前景，跨海橋梁工程將會成為21 世紀橋梁建設的主題。跨海工程發(fā)展的主要目的是解決城市之間的交通往來。東南沿海一些城市目前還主要靠渡輪來解決交通問題，一旦發(fā)展跨海橋梁工程，將會給這些地區(qū)帶來很大的便捷，同時能夠促進其經濟的進一步發(fā)展。以港珠澳大橋為代表的跨海橋梁工程正是在此背景下應運而生的。
港珠澳大橋東接香港特別行政區(qū)，西接廣東省( 珠海市) 和澳門特別行政區(qū)，是國家高速公路網規(guī)劃中珠江三角洲地區(qū)環(huán)線的組成部分和跨越伶仃洋海域的關鍵性工程，將形成連接珠江東西兩岸新的公路運輸通道。起到密切珠江西岸地區(qū)與香港地區(qū)的經濟社會聯(lián)系，改善珠江西岸地區(qū)的投資環(huán)境，加快產業(yè)結構調整和布局優(yōu)化，拓展經濟發(fā)展空間，提升珠江三角洲地區(qū)的綜合競爭力，保持港澳地區(qū)的持續(xù)繁榮和穩(wěn)定，促進珠江兩岸經濟社會協(xié)調發(fā)展，建設港珠澳大橋是必要的，也是十分迫切的。
2 橋梁施工特點和總體施工方案
2. 1 橋梁施工特點
港珠澳大橋主體橋梁工程全長約22. 9 km，包括深水區(qū)非通航孔橋、跨越崖13 － 1 氣田管線橋、青州航道橋、江海直達船航道橋、九州航道橋和淺水區(qū)非通航孔橋。橋梁典型結構見圖1。
展開 經過近8年的建設，全長55公里、被稱為“工程界的珠峰”的港珠澳大橋迎來正式通車的歷史性時刻，這座跨海大橋串聯(lián)起了香港、珠海、澳門三地，以往在三地轉一圈至少要4小時，現(xiàn)在僅需短短的30分鐘。
港珠澳大橋
英文名：Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge
全長：55公里 設計壽命：120年 總投資：1000億元以上
開工時間：2009年12月15日 通車時間：2018年10月24日
港珠澳大橋是一幅名副其實的高科技大橋，用于吊裝港珠澳大橋的高性能吊繩正是我國自主研發(fā)生產的超高分子量聚乙烯纖維，由14萬根高強度纖維絲組成的吊帶要在海上吊裝6000噸的鋼筋混凝土預制件。
超高分子量聚乙烯紗線
超高分子量聚乙烯纖維直徑比頭發(fā)絲還細，單根細絲線的承重卻高達35公斤。由于該纖維具有密度低、比強度高、耐化學腐蝕性能優(yōu)異、良好的耐沖擊性等眾多特性，在汽車船舶制造、醫(yī)療器械、體育運動器材、現(xiàn)代化戰(zhàn)爭、航空航天、海域防御裝備等領域發(fā)揮著舉足輕重的作用，是繼碳纖維和芳綸之后的世界第三代高強、高模、高科技的高技術纖維。
超高分子量聚乙烯繩索▲
港珠澳大橋是中國建設史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁項目，也是全球第一例集橋、島、隧道為一體的跨海大橋，建設難度極高，集成了很多跨行業(yè)跨領域的高科技，我們應該為大橋的建設者們點贊，為我們的紡織高科技點贊。
展開 大橋是當時四川公路建設史上最早的用鋼筋混凝土修建的大橋，全長300.92m，設計載重15t，橋高從基礎頂部至橋梁底部為16m，橋面凈寬4.5m，兩邊人行道各寬0.75m，整個橋面全寬6m。
3. 1959年3月1日，德國北萊茵-威斯特法倫州的達爾豪森浮橋(Dahlhausen Pontoon Bridge)建成通車。大橋為全長89.4m的浮橋，跨徑布置為6m+21m+4.2m+30m+4.2m+24m，橋梁重達146.8t。
4. 2011年3月1日，英國英格蘭曼徹斯特的梅地亞城人行橋(Media City Footbridge)正式開放。大橋為獨塔8柱單索面斜拉開啟橋，橋梁重達450t，跨徑為65m+18m，水平開啟擺動達71度，提供48m的導航通道。橋面板采用正交異性三角形鋼箱梁，兩側欄桿采用了不同形式。
5. 2012年3月1日，奧地利蒂羅爾州的霍爾茲戈吊橋(Holzgau Suspension Bridge)開通。大橋為鋼結構人行吊橋，全長200.5m，寬1.2m，橋面距離谷底高度110m，塔高5.2m。
6. 2014年3月1日，馬來西亞檳城第二跨海大橋建成通車。大橋是中馬兩國政府間合作的政府框架項目，主橋為117.5+240+117.5m三跨雙塔斜拉橋，是東南亞最長的跨海橋梁，項目完全采用英國標準和歐洲標準設計。工程于2008年11月8日開工建設，2013年9月15日竣工，工程投資44.16億元，主橋和橋梁海上樁基部分由中國港灣工程有限責任公司承建。
7. 2018年3月1日，中非薩貝格斷橋重建項目舉行剪彩通車儀式。薩貝格斷橋重建項目是中國對中非共和國的無償援助項目，由中交公路規(guī)劃設計院有限公司勘察設計，山西建筑工程（集團）總公司承建。
展開 目前已用于地鐵、隧道、橋梁、海港碼頭、水電大壩以及民用建筑等工程的加固、防水防滲、防腐等，包括在剛通車的港珠澳大橋中也獲得應用。
▲圖2. 滲入固結型防護材料的應用
1.港珠澳大橋
港珠澳大橋全長55公里，是一座連接香港、珠海、澳門的超大型跨海通道，跨越伶仃洋，東接香港，西接珠海及澳門。歷經14年籌建，是中國建設史上歷程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁，被業(yè)界譽為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”。
作為世紀超級工程，港珠澳大橋項目運用BIM技術，提前解決了土建、機電各類碰撞問題；保障了項目設計與施工之間的有效協(xié)調，合理安排進度計劃，大大提前了工期。并將BIM應用延伸至運維、監(jiān)控等實際過程，顛覆了傳統(tǒng)的數(shù)據維護及管理方式。而就在前兩天，面對16級強臺風“山竹”一夜肆虐，大橋安然無恙，經受住了檢驗。
2.滬通長江大橋
滬通長江大橋是滬通鐵路全線的控制性工程，大橋主跨1092米，是世界上最大跨徑的公鐵兩用斜拉橋，也是世界上首座超過千米跨度的公鐵兩用橋梁。其主體結構(鋼梁)用鋼26萬噸，結構復雜、體系龐大。
在主塔施工深化中應用BIM技術，涉及支架建模、預應力管道、鋼筋、錨座碰撞分析、整體吊裝模擬、施工虛擬建造等內容，將BIM技術應用到施工實踐，推進了主塔施工向工廠化、預制化、裝配化、信息化方向發(fā)展，提前發(fā)現(xiàn)工了序銜接問題，優(yōu)化了施工組織設計，提高了現(xiàn)場工作效率。
3.武襄十鐵路
武襄十鐵路新建工程孝感東—十堰北段線路長395.121km，共設大中橋159座，橋梁長度占線路全長的51.7%；隧道22座，占線路全長的14.3%；路基134.453km，占線路全長的34.0%。武襄十鐵路BIM試驗段選取武當山西—王家莊隧道出口區(qū)間，正線長度8.3km，該區(qū)間地質結構最復雜，含橋梁10座，長約3.5km；隧道6座，長約2.3km；路基工點13段，長約2.3km；中間站1座，即武當山西站。
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大橋是中馬兩國政府間合作的政府框架項目，主橋為117.5+240+117.5m三跨雙塔斜拉橋，是東南亞最長的跨海橋梁，項目完全采用英國標準和歐洲標準設計。工程于2008年11月8日開工建設，2013年9月15日竣工，工程投資44.16億元，主橋和橋梁海上樁基部分由中國港灣工程有限責任公司承建。
7. 2018年3月1日，中非薩貝格斷橋重建項目舉行剪彩通車儀式。
汕頭海灣大橋位于汕頭港東部出入口媽嶼島海域處，為跨海高速公路橋梁；跨越汕頭港進出海航道，工程全長2500米。主橋橋面寬24.2m，引橋橋面全寬28.1m，布置雙向6車道。大橋主孔通航跨度452m，通航凈高46m，可以通過5萬噸級航海船舶。
超高分子量聚乙烯繩索▲
港珠澳大橋是中國建設史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁項目，也是全球第一例集橋、島、隧道為一體的跨海大橋，建設難度極高，集成了很多跨行業(yè)跨領域的高科技，我們應該為大橋的建設者們點贊，為我們的紡織高科技點贊。
混凝土已廣泛應用于水電大壩、跨海橋梁、沿海工程、島礁建設中。然而混凝土具有多孔結構，水和離子可通過其孔隙，滲入其內部，對其造成腐蝕。混凝土也是一種脆性材料，在應力的作用下，混凝土容易開裂失效，造成巨大的經濟損失及嚴重的安全隱患。因此，混凝土防護是一個關系到國計民生和工業(yè)建設的重要問題，發(fā)展高性能混凝土防護材料是延長混凝土使用壽命的重要方向。
涂層防護是混凝土防護中最有效的防護方法之一。
中文名：港珠澳大橋
英文名：Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge
綽號：“現(xiàn)代世界七大奇跡”
身長：55公里
身價：1000億元以上
壽命：120年
特長：中國建設史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁項目，世界最長跨海大橋，世界最長公路沉管隧道，世界唯一深埋沉管隧道
身體組成：露出水面的橋、藏于海底的隧、創(chuàng)造奇跡的人工島
（表格是某設計壽命120年的跨海橋梁部分構件的使用壽命）
針對那些易于損耗的構件，定期更換的做法是可行的。
但是每次更換構件，勢必影響到工程設施的使用。比如更換個橋面板，恐怕就要十天半個月無法通車。更何況，像橋墩這種重要構件，與其更換橋墩，還不如重新修座橋呢。
防腐大法二：混凝土加強法
工程師們思來想去，還是要給構件延壽。
未來借助3D打印來建造橋梁或將成為常態(tài)
實際上，立交橋、人行天橋、跨海大橋等橋梁的出現(xiàn)，都可以幫助行人或車輛通過有障礙的地方，從而大大提高通行效率。為了完善整個交通體系、加快橋梁等基礎設施的建設速度，借助3D打印或將成為一種可行的方式。
東南沿海一些城市目前還主要靠渡輪來解決交通問題，一旦發(fā)展跨海橋梁工程，將會給這些地區(qū)帶來很大的便捷，同時能夠促進其經濟的進一步發(fā)展。以港珠澳大橋為代表的跨海橋梁工程正是在此背景下應運而生的。
港珠澳大橋東接香港特別行政區(qū)，西接廣東省( 珠海市) 和澳門特別行政區(qū)，是國家高速公路網規(guī)劃中珠江三角洲地區(qū)環(huán)線的組成部分和跨越伶仃洋海域的關鍵性工程，將形成連接珠江東西兩岸新的公路運輸通道。
歷經14年籌建，是中國建設史上歷程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁，被業(yè)界譽為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”。
作為世紀超級工程，港珠澳大橋項目運用BIM技術，提前解決了土建、機電各類碰撞問題；保障了項目設計與施工之間的有效協(xié)調，合理安排進度計劃，大大提前了工期。并將BIM應用延伸至運維、監(jiān)控等實際過程，顛覆了傳統(tǒng)的數(shù)據維護及管理方式。
▲深中通道橋梁工程9月6日建設現(xiàn)場
深中通道是集“橋、島、隧、水下互通”于一體的跨海集群工程，全長約24公里，包括6.8公里海底隧道、17.5公里跨海橋梁，全線采用雙向八車道高速公路標準建設，設計時速100公里/小時。深中通道工程總投資約460億元，使用壽命100年。該工程于2016年12月30日正式開工，首先建設西人工島，預計2024年建成通車。
