“流水线”上的世纪工程
港珠澳大桥结构复杂,施工难度大,但如果我们将港珠澳大桥从结构的角度分解开来,则主要由钢箱梁(桥面)、桥墩和海底沉管等几大部件构成。港珠澳大桥桥梁工程的用钢量达42.5万吨,约为60座埃菲尔铁塔,是在全球范围内首次如此大规模地使用钢箱梁的工程。同时港珠澳大桥使用的钢箱梁设计使用寿命需120年,且大桥施工工期有限,使用传统的板单元人工焊接质量不稳定,工期也无法保证。
港珠澳大桥建设最引人入胜之处在于,大桥设计者、管理者与建设者实现一个大胆设想:“在工厂中像生产汽车零件一样,使用机器人焊接,流水线作业生产钢箱梁。”
经过艰苦的自动化设备开发及产品调试,全球第一条智能化钢箱梁板单元生产线建立起来,从工厂流水线上使用机器人焊接生产出来的板单元质量优良、效率高,达到国际领先水平。大桥建设者们推动的“工厂化、机械化、智能化、信息化”钢箱梁板单元全自动生产线获得空前成功,推动我国钢箱梁制造行业的创新、变革和进步。
而在大桥核心工程沉管隧道施工也同样采用工厂“流水线”生产,设计者将长约6.7公里沉管隧道设计为由33节巨型沉管和1个合龙段最终接头组成,将建设分解为三个步骤:沉管管节预制、隧道基础处理和沉管浮运安装。建设者们在国内首次采用工厂流水线预制工艺预制沉管管节,他们用14个月在桂山岛上建成世界最大的沉管预制厂。
从2012年5月7日管节预制启动,到2016年12月26日完成全部28节直线段管节和5个曲线段管节,预制厂内的两条生产线历经四年半的时间,创造百万方混凝土现浇无裂缝的奇迹。
沉管隧道标准管节长约180米,重约8万吨,由8个管段组成,管壁厚度达到1.5米。33节沉管预制完成后先后择机拖运到海中施工地点进行沉放安装。2017年5月2日,重达6000吨的最终接头正式起吊安装,5月25日,港珠澳大桥沉管隧道最终接头焊接合龙完成。