南沙大橋是便利粵港澳大灣區(qū)居民出行的民生工程,充分展現(xiàn)了作為粵港澳大灣區(qū)互聯(lián)互通新動脈的巨大作用;也是代表中國橋梁建設(shè)世界領(lǐng)先水平的創(chuàng)新工程,研發(fā)了多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù),為更大跨越能力的橋梁建設(shè)奠定了基礎(chǔ)
4月2日正式通車的珠江口東西兩岸新的“黃金通道”——南沙大橋,清明節(jié)期間日均車流量達9萬輛次,順利通過了“大考”。清明期間,南沙大橋加上原有通道虎門大橋,日均流量達去年清明虎門大橋日均流量的1.53倍,充分展現(xiàn)了南沙大橋作為粵港澳大灣區(qū)互聯(lián)互通新動脈的巨大作用。
南沙大橋作為《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》頒布以來首個投入使用的“超級工程”,既是便利粵港澳大灣區(qū)居民出行的民生工程,更是代表中國橋梁建設(shè)世界領(lǐng)先水平的創(chuàng)新工程。南沙大橋不僅在工程技術(shù)上實現(xiàn)了多個突破,更以“中國芯”彰顯了“中國智造”的力量。
鑄就“百年工程”
經(jīng)濟日報記者乘車駛?cè)胗蓛勺缃卮髽蚪M成的南沙大橋。在全長12.89公里的橋上行駛,寬闊的雙向八車道,僅10多分鐘就從廣州南沙到達東莞沙田。如此愜意的過橋體驗,讓人很難想象,在珠江口臺風多發(fā)、地質(zhì)復雜、交通壓力極其繁重的區(qū)域完成這樣一項工程,需要面對多少風險挑戰(zhàn)、攻克多少技術(shù)難關(guān)。
通過南沙大橋的貨車實行完全計重收費,不同路段的費率分別為0.54元/噸公里和0.77元/噸公里。這與身處制造業(yè)發(fā)達的珠三角地區(qū)核心位置的南沙大橋所承擔的使命有關(guān)。
據(jù)了解,之前每天通過虎門大橋、黃埔大橋、虎門輪渡等過江的雙向車流近20萬輛,其中虎門大橋作為以往連接珠江口東西兩岸唯一的高速公路通道,日均車流達11萬輛。南沙大橋的重要使命就是分擔虎門大橋的車流壓力。
“南沙大橋的交通量將十分繁重,重車混入率也會明顯高于多數(shù)高速公路的比例。”參與南沙大橋建設(shè)的華南理工大學土木與交通學院教授張肖寧說。
負荷如此沉重的南沙大橋要成為“百年工程”,面臨的技術(shù)難度可想而知。其中,大橋建設(shè)的重點——鋼箱梁橋面鋪裝是施工難度最復雜、最具有挑戰(zhàn)性的工程項目。張肖寧介紹,大橋不僅負荷沉重,而且地處濕熱高溫地區(qū),廣州全年降雨多達180天。因此,橋面必須具有足夠的耐久性和抗滑性能,才能確保大交通流量下的交通安全。而南沙大橋在這方面創(chuàng)造了一個紀錄:鋼箱梁橋面環(huán)氧瀝青鋪裝總面積達13萬平方米,為世界最大規(guī)模應用。
張肖寧介紹,技術(shù)攻關(guān)團隊采用了富瀝青混凝土(FAC)設(shè)計方法進行混合料級配設(shè)計,在國內(nèi)首次大面積使用熱拌式環(huán)氧瀝青+FAC鋼橋面鋪裝。FAC方法由其歷經(jīng)20年所首創(chuàng),已在國內(nèi)多項工程中應用,最大的特點是“量米下鍋做飯”,即根據(jù)工程現(xiàn)有材料進行配比,發(fā)揮材料的最佳性能。歷時一年多,攻關(guān)人員經(jīng)過數(shù)十種材料比選與試驗評價,最終形成了以粗集料為骨架、細集料與瀝青膠漿填充骨架孔隙的技術(shù)方案。
鋼箱梁橋面鋪裝是南沙大橋所攻克的諸多技術(shù)難關(guān)的一個縮影。事實上,“規(guī)模宏大、技術(shù)復雜”是業(yè)內(nèi)給予南沙大橋的標簽。南沙大橋的建設(shè)從動議到最終建成通車,經(jīng)歷了15年,期間中國飛速進步的橋梁技術(shù)在南沙大橋上都體現(xiàn)了出來。
據(jù)介紹,南沙大橋創(chuàng)造了多項“第一”:在一個項目上同時建設(shè)兩座超千米級特大跨度懸索橋,尚屬世界首次;坭洲水道橋1688米,跨徑位居鋼箱梁懸索橋世界第一;90米錨碇地下連續(xù)墻基礎(chǔ)直徑為世界第一;49.7米鋼箱梁寬度為世界第一;260米主塔高度為國內(nèi)懸索橋第一;散索鞍單件重達180噸,為國內(nèi)最大鑄鋼件。
突破多項技術(shù)
南沙大橋以多項自主創(chuàng)新技術(shù)彰顯了中國“智造”的實力。
主纜,被稱為懸索橋的生命線。值得驕傲的是,南沙大橋1960兆帕的主纜鋼絲是名副其實的“中國芯”。據(jù)介紹,此前,國內(nèi)實橋應用的鋼絲強度最高僅為1770兆帕,發(fā)展停滯近10年時間。最初,南沙大橋建設(shè)考慮過用外國的主纜鋼絲,但是要價很高。2014年,由南沙大橋建設(shè)方主導,國內(nèi)多家鋼企、鋼絲制造廠和纜索制造企業(yè)響應參與,通過近3年的探索與攻關(guān),成功研制了國產(chǎn)1960兆帕鋼絲,并大規(guī)模應用于南沙大橋。這一研究成果使得坭洲水道橋的鋼絲用量減少了10%。
大橋技術(shù)專家委員會專家組認為,該項技術(shù)促進了纜索橋梁技術(shù)進步和高端線材工業(yè)發(fā)展,極大提升了中國橋梁索股建造技術(shù)的國際競爭力。2018年,1960兆帕懸索橋主纜索股技術(shù)研究獲“中國公路學會科學技術(shù)獎特等獎”。交通運輸部原總工程師、南沙大橋工程技術(shù)專家委員會主任周海濤表示,該項研究實現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化、規(guī)?;圃?,項目成果廣泛應用,經(jīng)濟社會效益顯著,增強了中國橋梁國際競爭力,為更大跨越能力的橋梁建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。
建設(shè)者還開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“中國特大橋梁第一代BIM(建筑信息模型)建養(yǎng)一體化信息平臺”,結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、機器人(15.230, -0.29, -1.87%)等新技術(shù),實現(xiàn)了信息技術(shù)和工程建養(yǎng)技術(shù)的深度融合,讓工程建設(shè)“智慧工地”和鋼結(jié)構(gòu)“智能制造”從構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實。
5G信號覆蓋
南沙大橋目前日均車流量達6萬輛次,已融入珠江口兩岸人民的日常生活。不過一些人也有疑問:通過這么一座有20層樓高、橋面風力常處于6級以上的大橋,手機信號和網(wǎng)絡(luò)信號能保證嗎?對此,廣東省公路建設(shè)有限公司負責該橋項目的副總經(jīng)理李彥兵表示,一定能夠給廣大通行的車主們提供穩(wěn)定的移動信號。
事實上,南沙大橋是中國首座5G信號覆蓋的特大橋梁。記者了解到,實現(xiàn)4G、5G信號覆蓋并非易事。全線高架橋梁結(jié)構(gòu)的南沙大橋上,能夠安裝通信設(shè)備的位置僅有橋塔、龍門架和路燈桿。該公司與3家電信運營商、廣東利通建設(shè)集團有限公司組團充分利用橋塔、龍門架、路燈桿、機房、管道等大橋自有資源,在橋塔柱體設(shè)置通信基站進行主線覆蓋,在路燈桿設(shè)置小基站進行補充覆蓋,只用了短短30天就為大橋全線開通了通信服務(wù),實現(xiàn)了移動通信基礎(chǔ)設(shè)施與大橋的整體融合。
值得一提的是,5G技術(shù)還首次被用于大橋的電力供應保障。南沙大橋采用5G無人機智能巡檢,以電力應急通信保障車為核心,在廣東移動優(yōu)質(zhì)5G網(wǎng)絡(luò)支撐下,實現(xiàn)了保電工作的3個“實時”——保電作業(yè)數(shù)據(jù)實時回傳、保電現(xiàn)場情況實時查看、現(xiàn)場指揮實時溝通,從而實現(xiàn)應急中心值班人員對保電現(xiàn)場全程“現(xiàn)場可視、數(shù)據(jù)可看、決策可指揮”。以往,無人機巡線人員在作業(yè)后,需將記錄內(nèi)容拷貝出來分析,費時費力?,F(xiàn)在,通過5G技術(shù),至少壓縮了4小時的人工拷貝時間,提高了巡視效率。
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