助力港珠澳大桥建设, 广东这所高校派出“最强大脑”

时间:2018-10-29 20:17:27 公众号:sifang

10月24日,超级工程港珠澳大桥正式通车。作为世界最长的跨海大桥,开创了沉管隧道“最长、最大跨径、最大埋深、最大体量”世界纪录,涵盖了当今世界岛隧桥多项尖端科技,是当今世界最具性的工程之。从设计到建成港珠澳大桥前后历时14年,华南理工大学多方面参与了港珠澳大桥的建设,充分彰显了“华工智慧”。

王荣辉教授团队:

55公里中的7.154公里

全长55公里的港珠澳大桥,有7.154公里由华工团队完成。主要包括座三塔钢箱梁斜拉桥(江海直达船航道桥)及深水区非通航孔桥(56跨110m连续钢箱梁桥)。

王荣辉教授带领副教授谷利雄、马牛静等以及博士生陈黎、陈钊庭及董春光等所组成的施工监控技术团队,在国内首次采用多工法、不对称、多塔斜拉桥的施工控制技术。据介绍,江海直达船航道桥的钢箱梁安装线型及斜拉索张拉索力控制是主要的监控难点和重点。“钢结构的焊缝,如果超过2厘米,焊接质量将无法满足。”

团队在总结以往参与的二十多座特大跨径桥梁监控经验的基础上,反复计算,最终三塔斜拉桥线形误差控制在正负2cm以内,索力误差控制在5%以内,每条钢的焊缝宽度控制在1cm-2cm之间,成桥实测应力与理论计算应力的误差控制在10%以下,实现了高精确控制的目标。

江海直达船航道桥的海豚钢索塔,是港珠澳大桥标志性景观之。海豚钢索塔高达105米,吊装总质量约3100吨,要让“海豚”跃于海上并不容易。白天温度高,纯钢结构易变形不能焊接,必须到晚上气温恒定时方可施工。王荣辉记得,那天从凌晨1点开始准备,历时10多个小时,海豚钢索塔吊装成功。“3100吨在海上实现空中翻转,类似大型钢塔整体吊装在世界上尚属首次。”

不仅如此,团队还实现国内首次数万吨·米级别不平衡力矩作用下的塔梁固结体系设计与工后安全拆除技术。

张肖宁教授团队:

7年投入桥面铺装技术研究

“从来没有哪次像这样,七年完全投入做个工程技术研究。”今年68岁的华南理工大学张肖宁教授对南都记者说。2010年,张肖宁接受港珠澳大桥局委托,受命承担港珠澳大桥16公里连续钢箱梁和大跨径钢箱梁结构桥梁的沥青铺装技术研究任务。

“我国大型钢桥桥面铺装技术经验不足,实际工程中铺装工程质量好坏参半,相当多钢桥面铺装早期损坏,使用寿命仅有三五年,港珠澳大桥绝不能接受风险较大的铺装设计。”张肖宁说。项目组选择了以香港桥梁建设中积累了定经验的英国浇注式沥青铺装(MA)技术为基础。但是,如果完全按英国的MA技术,施工效率低,需要5年左右的时间才能完成全部铺装工程。“而且高温时容易因变形能力不足而产生车辙等病害。”

张肖宁团队对英国的MA技术进行移植改进研究,提出采用现代工业设备加工铺装材料的改进方案(GMA )。“最终在确保质量的前提下,半年之内完成施工。”

在进行铺装材料设计时,为保证桥面铺装的抗高温能力和疲劳寿命,张肖宁团队承担了港珠澳局下达的加速加载研究课题,组织实施了钢箱梁铺装的足尺模型试验。“团队完成了国内外首个能满足力学相似的桥梁截断足尺模型。”

“解决了个个难题,先后完成相关课题6个,取得了多项创新性研究成果。为世纪工程尽了份力,7年,值了。”张肖宁说。

张原教授团队:

完成港珠澳大桥

珠海口岸工程监理工作

2014年12月,华工监理公司在全国竞标中脱颖而出,举中标“港珠澳大桥珠海口岸工程(旅检区、办公区、交通中心、交通连廊)”监理项目。华工监理公司特成立了港珠澳大桥珠海口岸工程监理工作领导小组,组建了强有力的监理班子,由中国监理张原教授担任该项目总监理工程师,高质量地完成了该项目监理工作。

比如针对人工岛的大型金属屋面和大型玻璃幕墙。张原团队在施工前进行深入研究并提出报告,对基本风压如何确定、风速观测频率、风荷载关键是脉动风、直立锁边屋面需加强抗风夹及抗风压条等,均具有创新性,最终得到采纳,设计标准提高到抗100年以上遇台风。“不管是金属屋面,还是玻璃幕墙,都可以抗16级台风以上”。张原对南都记者说。

朱良生教授团队:

用科学数据助力大桥

抗击16级台风

在海上建桥,波浪潮汐与海流对桥体有直接影响。

2007年3月,以朱良生教授作为总负责人的研究团队(与中国科学院南海海洋研究所联合)在全国竞标中脱颖而出,负责承担港珠澳大桥波浪、潮汐和海流长期观测和特征分析研究专项。

经过两年的工作,他们为港珠澳大桥工可、设计和施工提供了重要的科学数据。通过观测与研究,探明了港珠澳大桥工程海区特有的波浪特征,观测到大桥点特大水流流速(最大流速达4.5节),获得流速流向联合概率分布特征,首次探讨了工程海区海流对波浪的影响。

在前期已开展年现场波浪观测的基础上,于台风季节在原测点继续开展5个月的观测。期间观测到7个台风,其中“鹦鹉”台风在桥区达到50年遇波高。朱良生说,“2017年,港珠澳大桥遇到‘天鸽’超强台风不出问题,跟团队提供的第手研究资料紧密相关。”

此后,朱良生研究团队还进步承担了港珠澳大桥海域温度盐度特征分析,港珠澳大桥珠澳口岸人工岛填海工程波浪整体数学模型试验与研究等多个项目工作,通过对1949年以来的台风进行波浪模拟、统计,计算出100年遇、300年遇的台风波浪,从而为大桥建设提供设计参数和优化建议。

虞将苗副教授团队:

高韧静音型薄层沥青路面

华南理工大学道路工程系虞将苗副教授团队采用华南理工大学自主研发的性能指标处于国际领先的高韧静音型薄层沥青路面技术,对港珠澳大桥珠海人工岛通道的水泥混凝土桥面进行了罩面与品质提升。

本次罩面实施厚度范围为1.5 -2.0cm。相比常规的路面磨耗层罩面技术,具有更轻的自重、更好的耐久性、更出色的路面行驶舒适性和降噪性能。

技术团队在实施过程中,全程参与材料设计、现场摊铺、质量控制与技术咨询。长达2km多的桥面,从夜间10点至次日下午5点实现了连续摊铺作业。

“实施期间正好处于台风和暴雨高发阶段,需要利用好晴天时间,尽可能快速地完成施工。”虞将苗说。团队与广州市市政工程维修处机施公司和人工岛通道业主方经反复优化和提高作业效率,将作业工期由3天缩短至20小时以内。

此外,港珠澳大桥主体工程初步设计阶段隧道的沉管管段浮运、系泊、沉放的模型试验研究由船舶与海洋工程系赵成璧副教授主持完成,在校内外实验室做了大量试验,为隧道顺利施工奠定了基础。

采写:南都记者 贺蓓 通讯员 巫剑伶

摄影:南都记者 何玉帅


本文相关词条概念解析:

团队

团队是指一种为了实现某一目标而由相互协作的个体所组成的正式群体。是由员工和管理层组成的一个共同体,它合理利用每一个成员的知识和技能协同工作,解决问题,达到共同的目标。《慧人慧语》中说“团有才字,队有人字,优秀团队聚集人才;”也就是说,团队应该是人才的聚集之地。(慧人慧语连载第62期)。

张肖宁

张肖宁,华南理工大学道路工程研究所博士生导师,享受国务院特殊津贴,是中国公路学会道路工程学会理事。作品有《实验粘弹原理》、《铺装景观》等。