高校科技“托起”港珠澳大橋

舉世矚目的港珠澳大橋近日正式通車運營。前不久臺風“山竹”正面襲擊珠三角時，大橋安然無恙，經(jīng)受住了颶風的考驗。這里凝結(jié)著同濟大學研究團隊的抗風成果。

在港珠澳大橋的設(shè)計建造過程中，同濟大學多個研究團隊深度參與，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、通航孔橋抗風等貢獻智慧，確保了大橋的順利建成并通車運營。

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)定和沉降問題？同濟大學土木工程學院馬險峰博士開展“外海厚軟基橋隧轉(zhuǎn)換人工島設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)”研究，其成果支撐了擠密砂樁設(shè)計中若干難題的解決。

港珠澳大橋隧道沉管每節(jié)重達8萬t，在海底萬一沒接好怎么辦？遇到地震會不會扭曲變形？同濟大學土木工程學院袁勇教授團隊開展多點非一致地震激勵下超長沉管隧道地震響應(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個大跨度通航孔橋，在風高浪急的伶仃洋上，橋梁如何抗風是個大問題。同濟大學研究團隊給出了方案。以青州航道橋為例，研究人員采用主梁小、大比例節(jié)段模型測振風洞試驗，主梁、橋塔節(jié)段模型測力風洞試驗，橋塔自立狀態(tài)氣彈模型、全橋氣彈模型風洞試驗的方法進行抗風研究。橋塔試驗表明，即使在風速65 m/s的風中，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)過程中，面對土層軟弱、富含地下水、距離地面僅5 m的不利情況，同濟大學胡向東教授與各方專家一起探索研究，最終敲定管幕凍結(jié)法。管幕是圍繞隧道四周、沿隧道全長布置的大型鋼管，保護隧道施工安全；凍結(jié)是把鋼管之間及周圍土體凍結(jié)成凍土，形成止水帷幕。這樣，拱北隧道暗挖段成為一個大“冰桶”，有效避免了施工時漏水和地面塌陷。

當初荷蘭一家世界著名隧道沉管公司曾要價1.5億歐元相當于15億元人民幣，提供巨大沉管的深水安裝技術(shù)咨詢。中方?jīng)Q定找自己的專家解決，同濟大學接下了這項任務(wù)，承擔港珠澳大橋設(shè)計文件的復(fù)核、審查，圓滿完成了相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)科研任務(wù)。