港珠澳大桥设计之美-3

之前介绍了港珠澳大桥主体工程的最难两个部分，下面本文将介绍航道桥的设计。

港珠澳大桥全程包含了22.9千米的桥梁，其中桥墩224座，桥塔7座；桥梁宽度33.1米。

与其他普通的大桥相比，港珠澳大桥的桥梁建设同样困难重重。

桥墩是建立在具有腐蚀性的海水之上的，而且桥梁寿命远远大于国内桥梁的平均水准。

由于保护要该海域白海豚，原计划修建318个桥墩减至224个。

青州航道是高速客船及货船的主要航线，目前承担了整个水域全部交通量的５０％，在设计上不允许出现因船撞而导致桥梁倒塌的情况发生，同时需要严格控制阻水率等。

精雕细琢，跬步千里

因此工程师们对桥梁工程的建设要求采用的几乎是世界上最苛刻的标准。

工程师们在浇筑时使用抗腐蚀性能好的高性能混凝土，这种材料性质稳定，单位承重量大，耐磨损，可以很好的抵抗海浪。

桥墩建造中用了三大新技术，对缩短桥梁建设周期、实现快速成桥方面具有重要意义，开创了桥梁基础结构施工的新方法。而其中有72座桥墩是在东莞洪梅建造的，单个桥墩最重达3510吨，使用钢筋创世界纪录。

在打地基时工程师们采用了浮式沉井法，沉井材料由中空钢板制作而成，这种材料可以浮在水上，用的时候只需要先用船拉到预定位置，然后向里面灌注混凝土进行增重，就可以重力下沉了。如此循环往复，直至完成。

桥面铺装方面采用的是4cm厚SMA+3cm厚浇筑式沥青混凝土组合铺装结构体系设计方案。其中，在国内首次提出的GMA浇筑式沥青新技术，集合了MA技术和GA技术的优点，既具有高温稳定性和低温疲劳性能，还大幅提高了功效。

桥梁防撞模拟分析

桥梁的稳固性非常重要，工程师们利用有限元模拟分析防船撞击桥墩产生的影响。

桥墩、具有代表性的船舶与防撞钢套箱分别采用单元模拟，以最不利的船舶正撞方式进行撞击分析，对桥墩设置钢套箱后的撞击力及钢套箱的防撞性能进行了比较分析。

防撞套箱的设计综合考虑了重力、浮力、船舶碰撞力等荷载；船舶采用壳单元进行模拟，主要包 括船首、船身，以及船首与船身之间的过渡部位。

桥梁在被船舶撞击的过程中，由于碰撞时间较短，对整个桥梁结构产生的冲击作用大多也主要集中于被撞塔墩。在碰撞过程中，考虑船首刚度对撞击力大小的影响比塔墩的抗推刚度要大得多，以及主要是对塔墩设置钢套箱后的防撞效果的评估，因此，塔墩的有限元模拟可以采用简化方式进行。

结果表明，桥塔墩设置的钢套箱能有效地降低撞击力，具有很好的防撞效果，且钢套箱在受撞部位损伤较大，但在其他部位保存完好，可对受撞钢套箱节段进行更换或维修即可。

层层闯关，终得成功。这个21创造了桥梁建筑新里程碑的项目，一定能推动行业的进步。