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聞名世界的港珠澳大橋,是如何在深海里建造橋墩的?難度有多大
膠州灣大橋水深多少
港珠澳大橋建成通車時,世界矚目,世界上第一長的膠州灣跨海大橋、第二長的杭州灣跨海大橋,都屬於我們國家跨海大橋的修建、設計,方方面面支撐他們的橋墩更是重中之重。
那麼橋墩是如何建造在深海之中的呢?
今天我們就來了解一下。
橋墩建造一般有圍堰、沉香、打樁、鑽孔、灌注四個方法。
圍堰簡單理解就是將海水的一塊區域圍起來,轉化為陸地進行施工。建造橋墩最重要的部分就是下面的裝機,只有裝機牢固了才能承載巨大的重力,其他建築也是如此。
在長久的技術發展中,陸地基礎建設已經相當成熟了,因而在面對海上施工時,工程師們首先想到的就是能否將其轉為陸地來進行,於是工程師們在需要修建橋墩的。
施工區域用鋼板、裝、土、石、壩等材料圍起來,然後再用抽水機將裡邊的水抽乾,這樣就施工區域變成了與陸地差不多的環境,之後工人們就在裡邊正常的施工、澆築橋墩就可以了。
這種方法施工難度比較小,但工程量很大,海水越深,耗費的工期就越長。
因此圍堰法一般只在水深比較淺的地方實行。除此之外,圍堰法還會汙染當地的水聚環境、破壞生態、阻塞航道。
第二種建造方法是沉香。這個辦法比較傳統,是我國土木工程師茅以升發明的,最早使用於錢塘江大橋的建造。
過去沉香採用的是一種有頂、無底的香時結構,又叫做氣壓沉香,它的頂部有一個氣壓室,當其沉入水底時,就會像倒扣在水裡的杯子。內部形成一個可以讓人活動的區域,施工的時候人們就要沿著內壁挖土,然後再由機器、裝置將土排到外部,直到沉香到達預定的深度,然後澆築混凝土封死底部。
這種方法對機械化的要求較低,也不會影響通航。
但是隨著水深的不斷增加,施工人員要面臨的氣壓越高,對身體的損害極大,因此現在基本不會用到氣壓沉降的方法。目前使用的沉香是一種上下開口的開放式結構。
當沉香放入海里邊的時候,會用清淤裝置將底部的泥土挖出來,等到到達預定位置的時候,就會向裡邊澆築混凝土,使它形成堅固的橋墩。整個過程基本都是由機械裝置完成。
第三種方法,打樁,就是用打樁船將樁從水面打進海底的。
五層之中,根據海底的不同岩層特徵會選擇不同型別的妝。
比如從海底的土層表面到堅固基岩的距離比較短,就會使用端撐樁,距離較深的話就會選擇摩擦斷層狀,依靠摩擦力維持承載力。
最後一種就是鑽孔灌注,就是先將一個巨大的護筒打入海底,然後再利用鑽機在海底鑽孔,到達一定深度的時候,就把裡邊放置鋼筋籠,最後再澆築混凝土,這樣就形成了堅固的橋墩。
以上就是橋墩建造的基本方法,而除了考慮其承載力之外,橋墩的防腐、防撞能力也是工程師要考慮的重要問題。
由於海水腐蝕性很強,普通混凝土結構很容易遭到破壞,從而導致內部的鋼筋鏽蝕,成為所謂的豆腐渣工程。
因此橋墩的混凝土比普通的更加細緻、緊密,鋼筋則進行特殊處理,外部也會塗上防腐材料,保證橋墩的安全性。
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