夜幕中的黄茅海跨海通道,点点灯光犹如天上的明星,远处望去又宛如海上银河,这是大湾区海上的又一新地标。
近期,黄茅海跨海通道正式通车,广东珠海到广东江门的通行时间从1个多小时缩短至30分钟左右,大湾区立体交通网络进一步紧密。自此,黄茅海跨海通道正式加入粤港澳大湾区跨江跨海通道群,蔚蓝的海面上再添粤港澳大湾区跨江跨海交通网络的“关键一横”。
黄茅海跨海通道建设的背后,离不开建设者们披星戴月的辛勤付出,他们不断攻克技术难题、克服现实困难,让黄茅海跨海通道得以顺利建成。
01
为何建设港珠澳大桥西沿线?
以自身为纽带,延长港珠澳大桥,提升珠江口东西两岸一体化发展水平,辐射粤西融湾发展,这是黄茅海跨海通道的重要意义。
黄茅海跨海通道于2020年6月开工建设,是《粤港澳大湾区发展规划纲要》发布后首个开工建设的跨海通道工程,是港珠澳大桥西延线,连接着珠江西岸、经济总量接近的新生力量珠海和江门,起于珠海市平沙镇,终于江门市台山市斗山镇,全长约31公里,其中跨海段长度约14公里,双向六车道,设置服务区1处。
黄茅海跨海通道的建设进一步完善粤港澳大湾区的交通网络,促进区域经济一体化发展 。西延线的建设将有效连接珠海与江门等珠三角西部城市,缓解现有交通压力,提升区域互联互通水平。此外,它还将加强珠江口两岸的经济联系,推动大湾区内部资源优化配置,增强整体竞争力,为区域经济社会发展注入新的动力。
02
建成最大跨径三塔公路斜拉桥
黄茅海跨海通道建成世界上最大的跨径三塔公路斜拉桥。黄茅海位于珠江口西部入海口,由于其地理位置,容易受到台风带来的强风、暴雨和风暴潮的影响。与此同时,这一区域也是珠江口的重要航运通道,包含两个通航水道,水域船只往来频繁。
观察后不难发现,生活中斜拉桥一般多选用“H”或“A”形,但这些方案“落地”海中时,占用面积较大,难免影响航道的正常运行。如何解决这一问题?对此,黄茅海跨海通道主桥创新性采用“中央分体式钢箱梁+独柱塔”方案。“选择这一方案,第一,这一方案的抗风性能好、抗震性能稳定,塔的整体性能会更为稳定坚固;第二,由于独柱塔结构占用空间小,可以为航运通道提供更宽的通行空间;第三,采用独柱塔形式则会更为简洁美观,受力合理。”中交公路规划设计院有限公司大桥二部部门总工赵磊向记者介绍。
“中央分体式钢箱梁+独柱塔”方案,在国际上首创双曲面独柱式钢筋混凝土索塔新结构,索塔外形采用变截面圆形和圆端形断面,通过变截面改变索塔的涡脱频率,大大增强了桥梁的防撞、抗风、通航和防洪能力。
值得一提的是,“刚度问题是建设过程中需要解决的问题之一,就比如一侧有重车,另一侧则会翘起来。对此,我们对中塔塔身进行了一定程度的加厚加强、增加辅助索。”赵磊描述着建设过程中遇到的技术难题。
03
攻坚克难完成钢桥面铺装
黄茅海跨海通道钢桥面铺装,是粤港澳大湾区继港珠澳大桥、南沙大桥、深中通道后,又一个重大钢桥面铺装工程。华南理工大学土木与交通学院张肖宁、徐伟课题组承担了这些项目的钢桥面铺装设计科研与施工技术咨询。
事实上,虽然只是几厘米厚的铺装层,钢桥面的铺装材料、结构组合和施工工艺要求极高,在铺装时需确保铺装层与钢桥面之间具有可靠的黏结和抗剪强度。 此外,钢桥面铺装还需经受重载交通、恶劣气候条件以及每日温度变化的考验。 在众多因素结合之下,钢桥面的铺装至今仍属于路桥行业的一项技术难题。
黄茅海跨海通道采用环氧沥青钢桥面铺装,完成铺装施工也绝非易事。环氧沥青属于反应型高分子复合材料,对组分混合比例、施工温度、时间、工艺控制要求非常高。在钢桥面上铺筑环氧沥青,被业界定义为路面工程中“皇冠上的明珠”,如同在玻璃上压粘橡皮泥,既要保证层间黏结抗剪强度、密实防水,又要兼顾与钢桥面板的协同抗变形性能。
双层热拌环氧沥青铺装方案,按功能设计,下层沥青35毫米厚、略细级配,具有密实、与钢桥面板紧密粘接的特点;上层沥青30毫米厚、略粗级配,具有抗滑、密实整体平顺的特点。而使用的环氧沥青材料强度高,约是普通沥青的10倍,具有耐疲劳、耐高温、耐腐蚀、耐水损害、耐磨耗等优点。
“采用环氧沥青钢桥面铺装,属于反应型高分子材料,对施工温度、时间、工艺控制要求非常高,如控制精度要求,温度按1度、时间按1分钟、空隙率按1%精确控制,远高于一般沥青路面施工。”徐伟介绍,在黄茅海跨海通道钢桥面铺装项目中,追求最佳性能目标,着重解决了环氧沥青混合料性能平衡设计、精准控制、施工缺陷、早期病害、耐久性等系列技术难题,实现了大规模钢桥面铺装高分子复合材料的科学设计、动态精准控制、高质量施工,基本消除施工缺陷及典型早期病害,预期具有优良的使用性能和耐久性。
值得一提的是,双层热拌环氧沥青铺装方案通过混合料配合比优化设计,要求混合料空隙率低于3%,密不透水,结合最优厚度设计、形成寿命周期成本最优的铺装结构体系,提高桥面的耐久性、行车舒适性和安全性,并有利于保护钢桥面避免腐蚀磨损。
“黄茅海跨海通道铺装工程量大,受海洋气候影响显著,施工跨越雨季、难度大,工期紧张。在钢桥面铺装施工时,我们常常是天还没亮便要出发去现场,结束工作返程时已是晚上了。”采访中,徐伟向记者介绍着。为了把握住最有效的施工窗口期,在铺装过程中,建设者们可谓是“见缝插针”,把握一切合适的时间高质量完成钢桥面铺装任务。
记者|陀 艳
图源 | 央视新闻 华南理工大学
审核|莫文艺 冯海波 刘肖勇