记者揭秘:黄茅海跨海通道工程的“含金量”

黄茅海跨海通道是港珠澳大桥西延线上的重要一段,全长31千米,比深中通道还要长7千米。地处珠江口西侧台风多发海域,所在水域洪潮交汇剧烈,也是西江船舶出海的必经航道之一。如何让港珠澳大桥的珠联壁玉之美继续西延?如何在这样复杂的环境下建设跨海通道?工程的“含金量”体现在哪里?

12月11日,黄茅海跨海通道通车试运营。 张洲 摄

对鸟类生态声景监测——打造最美绿色跨海通道

“项目致力打造‘最美绿色跨海通道’的绿色公路典型示范工程。”据黄茅海跨海通道管理中心原主任潘放介绍,在设计选线阶段,项目路线布设注重生态选线、环保选线,主动避绕自然保护区、风景名胜区、基本农田保护区等生态环境敏感区;国内公路建设行业首次开展施工建设对鸟类生态声景监测和生态响应评估分析,利用深度学习人工智能等技术,分析黄茅海施工梯度生态系统的健康状态和变化,维护白鹭等鸟类生态活动,为绿美生态保驾护航。

黄茅海跨海通道旁的一群白鹭迎来日出。李建束 摄

通过在设计阶段推行建筑美学、绿色公路理念,以及一系列新技术、新装备的应用,项目最大限度地保存岭南独特的自然人文资源,使线路拥有厚重而独特的自然之美、人文之美、文化之美。行驶在黄茅海跨海通道沿线,可以观赏到“海上小蛮腰”、“五塔和谐音阶”、“TY型引桥墩”“白鹭共舞”“碧波游龙”等建筑景观、自然美景。

五座独柱塔“小蛮腰”——美观且不占用航道

项目主桥黄茅海大桥采用了三塔斜拉桥设计,单孔跨径720米,桥梁全长2200米。以往,这样的桥梁塔柱多选用“H”型或“A”型,但这样的桥型占用面积大,易挤占航道。为此,建设团队创新采用“小蛮腰”独柱塔的风格设计,兼顾抗风、安全、美观等优点。其中黄茅海大桥建成后,将成为目前世界上跨径最大的三塔斜拉公路桥。

黄茅海跨海通道管理中心主任朱超告诉记者,“小蛮腰”的主塔承台为一个椭圆构造,顺应航道方向为椭圆形,塔柱下方为直径18米的圆形,形状向上半径逐渐缩小。至桥面位置为节约造价变为跑道形,以减小左右幅钢箱梁间距。塔顶部分再次渐变为圆形,并逐渐放大为直径11米的圆。这样独柱渐变的结构能够有效减小桥墩的阻水率,提高桥塔的防撞能力,同时该断面还能使风对结构的影响变得最小。

黄茅海跨海通道全线亮灯。 李建束 摄

分体式钢箱梁——抵抗超强台风

由于黄茅海跨海通道地处珠江口西侧台风多发海域,因此抗风是施工的重点之一。那么建设者如何设计、建造呢?

在双向车道的中间,从空中俯瞰会发现,和一般桥梁不同,主桥左右的钢箱梁是分开的,露出海面的空隙部分比一般桥梁要宽些,这叫“分体式钢箱梁”。“独柱式索塔+分体式钢箱梁”就是项目独特的抗风设计。

黄茅海跨海通道项目高栏港大桥首榀钢箱梁架设(资料图)。张洲 通讯员 张鸣子

黄茅海跨海通道管理中心主任朱超表示,主桥的钢箱梁外侧设置了风嘴,中央上设水平的隔涡板,在连接箱下方设置了竖向的稳定板,在抗大风、抗台风的同时还能减小在中低风速下涡振的风险。首次开展了全桥涡振风洞试验,结果优于世界最严的涡振评价指标,还可以抵抗17级的台风。

涡振,是指大跨度桥梁在中低风速下出现的一种颤动现象,项目首次在分体式钢箱梁上提出的“风嘴+水平隔涡板+下中央稳定板”综合气动措施,可以有效抑制涡振现象的发生。

“TY型”整幅式复合墩——减少对水流的阻挡

在海上不仅有大风,还有潮水的考验。洪潮交汇剧烈,而桥面底下的桥墩,又是一处巧思:和以往的桥墩形状不同,主桥的过渡墩、辅助墩以及中引桥墩等,采用的都是“TY型”的整幅式复合墩,这也是我国高速公路桥梁首次采用“TY型”的整幅式复合桥墩。

“TY型”整幅式复合墩(资料图)。 李建束 摄

负责项目工程技术的黄茅海跨海通道管理中心工程技术部副经理邹威告诉记者,采用整幅式“TY型”桥墩将常规设计的两根墩柱合并成一个,显著减少对水流的阻挡,同时也减少了桩基和墩身的数量以及盖梁的重量。在满足结构受力的基础上,节约了造价,保持了与“海上小蛮腰”主塔一致的设计风格,稳定、经济而美观。

七大国内首创——为百年工程保驾护航

创新突破是黄茅海跨海通道项目建设的“底色”。历经4年多的建设,项目共产生发明专利30件,形成七大国内首创,为百年跨海通道保驾护航,也为我国桥梁建造积累了经验。

晚霞中的黄茅海通道。 李建束 摄

七大国内首创技术包括:首创了双曲面独柱式钢筋混凝土索塔新结构,首创了海中超大跨多塔斜拉桥高性能结构体系及减震耗能装置,发明了分体钢箱梁颤振涡振气动控制措施,构建了双曲面异形索塔设计施工一体化技术体系,研发了全离岸海洋环境下TY型墩及大跨度钢箱梁施工技术,改进了超宽分体钢箱梁施工线形控制方法,首次建立了以北斗系统为主的跨海桥梁工程北斗连续运行参考站。

文字:陈新年 图片:张洲 编辑:张文单 责任编辑:孙宁
记者揭秘:黄茅海跨海通道工程的“含金量”
观海融媒 2024-12-11 21:36

黄茅海跨海通道是港珠澳大桥西延线上的重要一段,全长31千米,比深中通道还要长7千米。地处珠江口西侧台风多发海域,所在水域洪潮交汇剧烈,也是西江船舶出海的必经航道之一。如何让港珠澳大桥的珠联壁玉之美继续西延?如何在这样复杂的环境下建设跨海通道?工程的“含金量”体现在哪里?

12月11日,黄茅海跨海通道通车试运营。 张洲 摄

对鸟类生态声景监测——打造最美绿色跨海通道

“项目致力打造‘最美绿色跨海通道’的绿色公路典型示范工程。”据黄茅海跨海通道管理中心原主任潘放介绍,在设计选线阶段,项目路线布设注重生态选线、环保选线,主动避绕自然保护区、风景名胜区、基本农田保护区等生态环境敏感区;国内公路建设行业首次开展施工建设对鸟类生态声景监测和生态响应评估分析,利用深度学习人工智能等技术,分析黄茅海施工梯度生态系统的健康状态和变化,维护白鹭等鸟类生态活动,为绿美生态保驾护航。

黄茅海跨海通道旁的一群白鹭迎来日出。李建束 摄

通过在设计阶段推行建筑美学、绿色公路理念,以及一系列新技术、新装备的应用,项目最大限度地保存岭南独特的自然人文资源,使线路拥有厚重而独特的自然之美、人文之美、文化之美。行驶在黄茅海跨海通道沿线,可以观赏到“海上小蛮腰”、“五塔和谐音阶”、“TY型引桥墩”“白鹭共舞”“碧波游龙”等建筑景观、自然美景。

五座独柱塔“小蛮腰”——美观且不占用航道

项目主桥黄茅海大桥采用了三塔斜拉桥设计,单孔跨径720米,桥梁全长2200米。以往,这样的桥梁塔柱多选用“H”型或“A”型,但这样的桥型占用面积大,易挤占航道。为此,建设团队创新采用“小蛮腰”独柱塔的风格设计,兼顾抗风、安全、美观等优点。其中黄茅海大桥建成后,将成为目前世界上跨径最大的三塔斜拉公路桥。

黄茅海跨海通道管理中心主任朱超告诉记者,“小蛮腰”的主塔承台为一个椭圆构造,顺应航道方向为椭圆形,塔柱下方为直径18米的圆形,形状向上半径逐渐缩小。至桥面位置为节约造价变为跑道形,以减小左右幅钢箱梁间距。塔顶部分再次渐变为圆形,并逐渐放大为直径11米的圆。这样独柱渐变的结构能够有效减小桥墩的阻水率,提高桥塔的防撞能力,同时该断面还能使风对结构的影响变得最小。

黄茅海跨海通道全线亮灯。 李建束 摄

分体式钢箱梁——抵抗超强台风

由于黄茅海跨海通道地处珠江口西侧台风多发海域,因此抗风是施工的重点之一。那么建设者如何设计、建造呢?

在双向车道的中间,从空中俯瞰会发现,和一般桥梁不同,主桥左右的钢箱梁是分开的,露出海面的空隙部分比一般桥梁要宽些,这叫“分体式钢箱梁”。“独柱式索塔+分体式钢箱梁”就是项目独特的抗风设计。

黄茅海跨海通道项目高栏港大桥首榀钢箱梁架设(资料图)。张洲 通讯员 张鸣子

黄茅海跨海通道管理中心主任朱超表示,主桥的钢箱梁外侧设置了风嘴,中央上设水平的隔涡板,在连接箱下方设置了竖向的稳定板,在抗大风、抗台风的同时还能减小在中低风速下涡振的风险。首次开展了全桥涡振风洞试验,结果优于世界最严的涡振评价指标,还可以抵抗17级的台风。

涡振,是指大跨度桥梁在中低风速下出现的一种颤动现象,项目首次在分体式钢箱梁上提出的“风嘴+水平隔涡板+下中央稳定板”综合气动措施,可以有效抑制涡振现象的发生。

“TY型”整幅式复合墩——减少对水流的阻挡

在海上不仅有大风,还有潮水的考验。洪潮交汇剧烈,而桥面底下的桥墩,又是一处巧思:和以往的桥墩形状不同,主桥的过渡墩、辅助墩以及中引桥墩等,采用的都是“TY型”的整幅式复合墩,这也是我国高速公路桥梁首次采用“TY型”的整幅式复合桥墩。

“TY型”整幅式复合墩(资料图)。 李建束 摄

负责项目工程技术的黄茅海跨海通道管理中心工程技术部副经理邹威告诉记者,采用整幅式“TY型”桥墩将常规设计的两根墩柱合并成一个,显著减少对水流的阻挡,同时也减少了桩基和墩身的数量以及盖梁的重量。在满足结构受力的基础上,节约了造价,保持了与“海上小蛮腰”主塔一致的设计风格,稳定、经济而美观。

七大国内首创——为百年工程保驾护航

创新突破是黄茅海跨海通道项目建设的“底色”。历经4年多的建设,项目共产生发明专利30件,形成七大国内首创,为百年跨海通道保驾护航,也为我国桥梁建造积累了经验。

晚霞中的黄茅海通道。 李建束 摄

七大国内首创技术包括:首创了双曲面独柱式钢筋混凝土索塔新结构,首创了海中超大跨多塔斜拉桥高性能结构体系及减震耗能装置,发明了分体钢箱梁颤振涡振气动控制措施,构建了双曲面异形索塔设计施工一体化技术体系,研发了全离岸海洋环境下TY型墩及大跨度钢箱梁施工技术,改进了超宽分体钢箱梁施工线形控制方法,首次建立了以北斗系统为主的跨海桥梁工程北斗连续运行参考站。

文字:陈新年 图片:张洲 编辑:张文单 责任编辑:孙宁