記者丨伍素文 實習(xí)生鐘宸

編輯丨蔣韻

深中通道、黃茅?？绾Ｍǖ?、港珠澳大橋、南沙大橋、虎門大橋……曾經(jīng)被伶仃洋隔斷的珠江口兩岸城市群，正被一道道臥波長虹串聯(lián)成網(wǎng)，構(gòu)成粵港澳大灣區(qū)跨?？缃ǖ廊?，見證著粵港澳大灣區(qū)的加速融合。

隨著一個個超級工程橫空出世，“大橋經(jīng)濟”應(yīng)勢而起。不過，這些工程項目位處珠江口臺風(fēng)多發(fā)海域，如何解決強臺風(fēng)下橋梁顫振穩(wěn)定性問題是橋梁建設(shè)面臨的一大難題，也是個世界性難題。

據(jù)“@廣東天氣”消息，9月24日13時，“樺加沙”（超強臺風(fēng)級）的中心位在廣東省陽江市東偏南方向約95公里的廣東省近海海面上，中心附近最大風(fēng)力16級，達到52米每秒的風(fēng)速，中心最低氣壓935百帕，八級大風(fēng)范圍半徑約330公里，十級大風(fēng)范圍半徑約150公里。截至24日下午15:50，廣東省共發(fā)布104個臺風(fēng)預(yù)警信號，分別是28紅、19橙、18黃、39藍。

面對極端天氣與復(fù)雜環(huán)境，這些超級工程如何迎擊超級風(fēng)王？

超級工程“科技密碼”顯神通

珠江口是超強臺風(fēng)多發(fā)區(qū)，因此該區(qū)域的橋梁設(shè)計一直將抗風(fēng)能力作為核心考量。工程師們綜合運用多種先進技術(shù)和方案，確保工程項目在極端風(fēng)況下的穩(wěn)定性與安全性。超級工程的背后，寫滿了“科技密碼”。

譬如，黃茅?？绾Ｍǖ烙?020年6月開工建設(shè)，2024年12月正式通車。作為港珠澳大橋的西延線，黃茅?？绾Ｍǖ肋B接珠海與江門臺山，主線全長約31公里，跨海段長約14公里。其地處珠江西部入?？?，是繁忙的航運通道，歷史最大風(fēng)力達到17級。

圖源自南方雜志

為確保航運通道通行寬度達到500米標準并有效抵御強風(fēng)，該項目建造了跨徑700米左右的懸索斜拉橋，在主橋和中引橋采用了分體式鋼箱梁，并通過風(fēng)洞試驗進行設(shè)計優(yōu)化，研發(fā)了分體式鋼箱梁“風(fēng)嘴+隔渦板+下中央穩(wěn)定板”“水平翼板+抑渦格柵”“倒L型翼板”三種顫振—渦振氣動調(diào)控技術(shù)，實現(xiàn)了超大跨橋梁高顫振、低渦振的雙重性能調(diào)控目標。

黃茅?？绾Ｍǖ肋€在世界范圍內(nèi)首次開展全橋渦振風(fēng)洞試驗，推算出實橋運營風(fēng)速范圍內(nèi)橋梁渦振性能優(yōu)于國際最嚴格的舒適度標準，使海上主橋可抵抗17級臺風(fēng)。

2024年6月30日的通車運營深中通道，是當(dāng)前世界上綜合建設(shè)難度最高的跨海集群工程，也是世界首例集“橋-島-隧-水下互通”四位一體跨海集群工程方案。深中大橋（原稱“伶仃洋大橋”）是深中通道全線關(guān)鍵控制性工程之一，全長2826米，大橋主跨達1666米，是世界最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋。

廣東交通集團深中通道管理中心主任、總工程師宋神友等在《深中通道工程關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)》一文中指出，深中通道面臨多個建設(shè)難題，包括所處區(qū)域臺風(fēng)等異常極端災(zāi)害氣候頻發(fā)，對伶仃洋大橋主梁抗風(fēng)性能提出了極高的要求等。

研究之后，該項目研發(fā)了“整體鋼箱梁＋水平導(dǎo)流板＋上、下穩(wěn)定板＋高透風(fēng)率欄桿”的新型組合動力結(jié)構(gòu)。通過開展節(jié)段模型風(fēng)洞試驗和全橋氣彈模型風(fēng)洞試驗，確定了伶仃洋大橋采用整體流線型鋼箱梁的結(jié)構(gòu)形式。

宋神友等人的研究顯示，在大橋附屬設(shè)施方面，通過對比中央穩(wěn)定板高度、欄桿透風(fēng)率對抗風(fēng)性能的影響，選定1.2ｍ高的上中央穩(wěn)定板和95%透風(fēng)率的人行道護欄，形成了強臺風(fēng)頻發(fā)區(qū)大跨徑懸索橋新型動力結(jié)構(gòu)，將該橋顫振臨界風(fēng)速提升至88m/s，能抵御17級臺風(fēng)。

再如獅子洋通道。其是繼港珠澳大橋、深中通道后粵港澳大灣區(qū)的又一超體量工程，項目關(guān)鍵控制性工程獅子洋大橋一孔跨越珠江口，是世界上首座超2000米級的雙層懸索橋。

“獅子洋大橋跨度超過我國橋梁抗風(fēng)規(guī)范使用的跨度范圍，且處于強臺風(fēng)頻發(fā)區(qū)，如何保證橋梁抗風(fēng)性能是確保大橋未來安全運營的關(guān)鍵技術(shù)問題。”廣東灣區(qū)交通建設(shè)投資有限公司相關(guān)人員在《橋梁雜志》中撰文說。

上文提及，該項目組織同濟大學(xué)、西南交通大學(xué)、湖南大學(xué)、長安大學(xué)等多家權(quán)威單位平行開展了研究。在主纜方案比選階段，為驗證雙主纜大幅風(fēng)振效應(yīng)現(xiàn)象機理，開展了并置單側(cè)雙纜方案的干擾效應(yīng)和尾流馳振研究，覆蓋測力、測壓和測振多尺寸維度風(fēng)洞試驗工況，在國際上首次成功實現(xiàn)了超雷諾數(shù)臨界區(qū)（Re=6.67E5>5.0E5）狀態(tài)的物理試驗?zāi)M，明確了單側(cè)雙纜方案的尾流馳振和氣動干擾影響，最終選用單側(cè)單纜方案。

同時，項目通過主纜節(jié)段和氣彈模型、加勁梁節(jié)段模型及全橋氣彈模型等大量風(fēng)洞試驗，為主纜和加勁梁氣動選型提供了有力支撐，通過實驗篩選出優(yōu)越的纜型和梁型斷面（不額外設(shè)置抗風(fēng)措施），相比于同跨徑懸索橋，其扭轉(zhuǎn)頻率從0.15Hz提高到0.24Hz，顯著提高顫振穩(wěn)定性。

直面迎戰(zhàn)“風(fēng)王”

今年第18號臺風(fēng)“樺加沙”已成今年以來西北太平洋的“風(fēng)王”，正面襲擊廣東，最大風(fēng)力達到17級。

9月23日上午，港珠澳大橋管理局發(fā)布公告，受臺風(fēng)“樺加沙”影響，經(jīng)粵港澳三地協(xié)商一致，港珠澳大橋于9月23日15時起臨時封閉，三地口岸同步封關(guān)。解封時間將根據(jù)臺風(fēng)情況另行公告，請司機、旅客留意天氣信息和有關(guān)交通提示，及時調(diào)整出行計劃。

9月24日，南方財經(jīng)記者從廣東交通集團獲悉，截至今天早上8時，廣東交通集團所屬各單位累計派出9396人開展風(fēng)前檢查排查，電子情報板發(fā)布交通安全信息10795條。集團在建獅子洋通道、清花高速等公路項目10個，共有工點528個，已全部停工，撤離工人10211人。

橋梁監(jiān)測觸發(fā)多次超限預(yù)警（崖門大橋、深中大橋、金馬大橋、潮惠榕江大橋黃色拉索振動預(yù)警，深中大橋、高欄港特大橋風(fēng)速黃色預(yù)警），臺風(fēng)影響區(qū)域黃茅?？绾Ｍǖ栏邫诟厶卮髽虻臉蛎骘L(fēng)速最大，達30.3米/秒。24日10時，位于珠海江門境內(nèi)的黃茅?？绾Ｍǖ冷浀酶邫诟厶卮髽蜃畲箫L(fēng)速約16級，黃茅海大橋最大風(fēng)速約13級，黃茅海中引橋最大風(fēng)速約14級。

黃茅海跨海通道由西部沿海高速負責(zé)運營。目前西部沿海高速已準備搶險力量隊伍共65支，共613人。應(yīng)急物資、機械設(shè)備主要有挖掘機15臺、推土機3臺、吊機9臺、發(fā)電機20臺、抽水泵18臺、 油鋸135臺、搶險車輛116輛，此外還有抓木機、彩條布 、木樁 、防汛沙袋 、照明設(shè)備等，并準備衛(wèi)星電話27部。所有人員及物資已于9月23日中午12時預(yù)置到位。

封閉期間，深中通道加密視頻監(jiān)控巡查，整體情況良好。深中通道加強與省氣象臺、交警、應(yīng)急等部門聯(lián)系溝通，密切關(guān)注天氣和臺風(fēng)變化情況。目前，深中通道管理中心各部門及各關(guān)聯(lián)單位的值班值守人員已全部到位，備勤隊伍人員約390人，西島駐守人員62人，東島駐守人員19人。路政、養(yǎng)護、拯救人員聯(lián)合三地交警及相鄰路段在收費站、服務(wù)區(qū)及主線駐點位置應(yīng)急值守并時刻注意風(fēng)力等級。

圖為超強臺風(fēng)“樺加沙”之下深中通道橋面監(jiān)測 廣東交通集團供圖

虎門大橋方面，虎門大橋監(jiān)控中心加密視頻監(jiān)控巡查頻次，時刻緊盯屬橋面信息，確保及時報送信息、快速處置突發(fā)情況。

SFC

出品丨21財經(jīng)客戶端 21世紀經(jīng)濟報道

編輯丨黎雨桐 實習(xí)生林芷儀

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