灣區(qū)時訊 6月30日下午3時,粵港澳大灣區(qū)核心工程——深中通道正式通車試運營。該工程是集橋、島、隧、水下互通于一體的世界級跨海集群工程,是環(huán)珠江口100公里“黃金內(nèi)灣”A字形交通網(wǎng)絡(luò)骨架的關(guān)鍵一橫,創(chuàng)下十項世界之最,是當(dāng)前世界上綜合建設(shè)難度最高的跨海集群工程之一。
這項國家重大工程的背后,華工人的智慧和身影無處不在。他們深度參與,攻堅克難,勇于擔(dān)當(dāng),敢于創(chuàng)新,為工程的順利完工作出了重要貢獻。
“華工設(shè)計”點亮深中通道
西人工島總體鳥瞰實景
華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院自2016年開始負(fù)責(zé)深中通道跨海工程全線房建與景觀工程設(shè)計。房建景觀項目總用地面積72公頃,涉及分布于中山、深圳及伶仃洋上的5個不同地塊,場地條件多樣,單體眾多,功能復(fù)雜。項目總建筑面積74903平方米。
深中通道管理中心與大橋
西人工島為深中通道集橋隧轉(zhuǎn)換、管理維護、消防救援、科教觀光為一體的功能樞紐。島上規(guī)劃有西島主建筑、消防站、開關(guān)站、風(fēng)塔及兩個雨水泵房等設(shè)施。以“灣區(qū)之翼”為主題的西人工島主建筑橫跨于海底隧道之上,是集監(jiān)控救援、辦公管理、科教觀光為一體的功能樞紐。其中主體建筑面積約3.5萬平方米,總長度約390米,為國內(nèi)最長的斜面清水混凝土建筑;風(fēng)塔高約55米,為國內(nèi)首例高聳變截面清水混凝土結(jié)構(gòu)。
西人工島主建筑位處珠江口及整個粵港澳大灣區(qū)的門戶位置,被鄰近的廣州南沙自貿(mào)區(qū)、深圳前海合作區(qū)、中山翠亨濱海區(qū)環(huán)抱,在飛機、航船還是岸上都可目視,是粵港澳大灣區(qū)中心的地標(biāo)性工程。建筑設(shè)計以 “兩觀三性”的建筑理念為指導(dǎo),以簡練的幾何造型融于山海環(huán)境的同時,也體現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)施類建筑的特性。建筑設(shè)計注重以人為本,區(qū)別于國內(nèi)外既有的海底隧道做法,創(chuàng)新性的將通風(fēng)設(shè)施從隧道正上方移開,讓位給公共空間形成建筑中心的景觀視線通廊。同時以厚重的清水混凝土基座將大型交通設(shè)備藏于其中,同時將公共活動層抬升至3層平臺,使人們擁有更為廣闊而寧靜的海景。大平臺之上有著舒適宜人的半室外花園,用現(xiàn)代結(jié)構(gòu)形式營造出嶺南騎樓的光影氛圍。外飾面幕墻結(jié)合場地氣候,吸取海島棕櫚葉的構(gòu)造肌理實現(xiàn)通風(fēng)與遮陽,提高使用舒適性的同時降低建筑能耗。
西島低點鳥瞰實景
西人工島建筑在設(shè)計與建設(shè)過程中面臨巨大困難和挑戰(zhàn),包括橋隧轉(zhuǎn)換帶來復(fù)雜的結(jié)構(gòu)問題、隧道與兩翼的結(jié)構(gòu)不均勻沉降、耐鹽堿性氣候腐蝕、抗強風(fēng)與防海浪、復(fù)雜管線轉(zhuǎn)換等。團隊于2016年7月開展概念方案設(shè)計,直到項目竣工歷經(jīng)8年時間,期間的條件變化多、與主體工程交叉設(shè)計的配合周期長,華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院團隊中的深中通道房建與景觀工程設(shè)計負(fù)責(zé)人何鏡堂、丘建發(fā)、包瑩,主要專業(yè)負(fù)責(zé)任人郭遠翔、裴澤駿、伍朝暉,以及設(shè)計團隊30多位設(shè)計師,始終以大局為重,全力協(xié)作配合,逐一克服困難,最終成功完成了設(shè)計任務(wù)。
西島主建筑局部
何鏡堂院士及部分團隊成員巡查工程現(xiàn)場
隨著深中通道房建工程的竣工驗收,華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院團隊設(shè)計的西人工島主體建筑“灣區(qū)之翼”,融合以海上鯤鵬為造型的西人工島,成為粵港澳大灣區(qū)中心和伶仃洋上的海陸空地標(biāo)。
“華工技術(shù)”創(chuàng)新運用于深中通道
除“華工設(shè)計”外,深中通道還凝聚了華南理工大學(xué)多個科研團隊的“超級智慧”。他們結(jié)合學(xué)科前沿理論與一線場景應(yīng)用,以精湛的科研實力和不懈的探索精神,攻堅克難,為深中通道提供了多項“華工技術(shù)”。
1.深中大橋大節(jié)段整體吊裝鋼箱梁的施工監(jiān)控
華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院土木工程系谷利雄課題組自2019年11月起,承擔(dān)深中大橋大節(jié)段整體吊裝鋼箱梁的施工監(jiān)控工作。課題組師生解決了單片長度超100米、重量超1300噸的大節(jié)段鋼箱梁精確吊裝匹配的關(guān)鍵問題,相關(guān)成果發(fā)表于國際權(quán)威期刊,并獲得發(fā)明專利授權(quán)2項。
團隊歷時4年,完成了共計92片總長逾10千米的超長特重大節(jié)段鋼箱梁的結(jié)構(gòu)計算及線形應(yīng)力監(jiān)控工作,為深中通道實現(xiàn)高質(zhì)量交工驗收及順利通車貢獻力量.
2.超大規(guī)模環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝
鋪裝層力學(xué)研究
鋪裝層材料研究
無損檢測技術(shù)
深中通道鋼橋面鋪裝總面積達到38萬平方米,相當(dāng)于53個標(biāo)準(zhǔn)足球場,是當(dāng)前世界最大規(guī)模的熱拌環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝工程。在深中通道鋼橋面鋪裝過程中,華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院道路工程系張肖寧教授、徐偉副教授以及2018級博士生李偉雄正高級工程師、2020級博士生聶文高級工程師一起,參與了深中通道鋼橋面鋪裝設(shè)計專題研究、鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝施工技術(shù)服務(wù)、運營期鋼橋面環(huán)氧鋪裝后評估等工作。
在建設(shè)過程中,團隊充分吸收虎門大橋、南沙大橋、榕江大橋等眾多熱拌環(huán)氧瀝青鋪裝項目的成功經(jīng)驗,并創(chuàng)新應(yīng)用于深中通道鋼橋面鋪裝施工過程質(zhì)量控制,助力鋼橋面鋪裝工程質(zhì)量提升。
- 沉管隧道混凝土澆筑施工過程精細(xì)三維有限元仿真分析
仿真計算
深中通道沉管隧道是目前世界上單節(jié)管節(jié)最寬,同時也是單個行車道孔最寬的公路沉管隧道。其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為雙向八車道高速公路,部分超寬段甚至超過雙向十車道,標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)寬度為46米,最寬管節(jié)的最大寬度達55.467米。管節(jié)結(jié)構(gòu)采用了在內(nèi)外雙層鋼殼內(nèi)填充高流動自密實混凝土的“三明治”復(fù)合結(jié)構(gòu)形式,為此結(jié)構(gòu)形式在中國的首次大規(guī)模應(yīng)用。其管節(jié)預(yù)制精度要求高,在混凝土澆筑階段的變形控制要求達毫米級。在混凝土澆筑過程中,為將管節(jié)內(nèi)凈空變形控制在10毫米以內(nèi),原設(shè)計要求在頂板澆筑過程中在管內(nèi)行車道孔增設(shè)臨時支撐桿措施。
土木與交通學(xué)院徐郁峰課題組應(yīng)用精細(xì)三維有限元模擬管節(jié)的澆筑過程,考慮其三維力學(xué)效應(yīng)及混凝土逐漸凝固后的承載能力,并結(jié)合混凝土澆筑布料設(shè)備的特點,尋求出滿足變形驗收條件和兼顧施工效率的最優(yōu)澆筑順序,并以此取消管內(nèi)臨時支撐桿措施的制約。最后,該澆筑順序在首節(jié)管節(jié)E32(同時也是最寬管節(jié))的澆筑預(yù)制中成功應(yīng)用,實測結(jié)果與計算結(jié)果吻合,滿足驗收要求。
該技術(shù)精準(zhǔn)控制了管節(jié)澆筑階段的變形,優(yōu)化了管節(jié)預(yù)制和舾裝的施工方案,取消了頂板澆筑過程的管內(nèi)臨時支撐桿措施,使每節(jié)管節(jié)內(nèi)的一次舾裝作業(yè)得以提前約1個月啟動,并可與墻體和頂板澆筑作業(yè)并行,從而縮短了管節(jié)預(yù)制塢期,保障了總體工期。
- 相關(guān)沉管隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)分析及優(yōu)化方法開發(fā)研究
鋼殼沉管混凝土澆筑支撐方式分析
華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院土木工程系蔡健教授、陳慶軍教授,在2015年深中通道的施工方案優(yōu)化階段,就與中交四航局第二工程有限公司進行了科研合作,完成了“外鋼殼沉管隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)分析及優(yōu)化方法開發(fā)研究”的項目研究,提出新型包鋼板沉管隧道結(jié)構(gòu)中鋼殼與鋼筋混凝土的合理錨固形式,最終形成整套的新型沉管隧道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法,為深中通道最終采用鋼殼沉管體系,提供了重要的理論支持及設(shè)計依據(jù)。該鋼板殼方案可大大地提高施工效率,并為類似工程提供寶貴的設(shè)計經(jīng)驗。
在深中通道的建設(shè)階段,繼續(xù)與中交第四航務(wù)工程局有限公司進行技術(shù)合作,針對“深中通道鋼殼混凝土沉管隧道結(jié)構(gòu)施工仿真分析”科研項目,陳慶軍教授及蔡健教授帶領(lǐng)研究生,針對鋼殼混凝土沉管結(jié)構(gòu),進行多種混凝土澆筑順序模擬,以求得使標(biāo)準(zhǔn)節(jié)沉管在水化熱作用下變形最小的澆筑順序;計算多種支撐方式下標(biāo)準(zhǔn)節(jié)沉管的變形形態(tài),分析可滿足頂板最大變形限值的合理支撐形式。經(jīng)過精密的計算,給出了合理的優(yōu)化澆筑方式,并大膽地提出了取消原施工方案中的內(nèi)支撐支頂方案,同時保證了鋼殼變形在安全范圍內(nèi),大大地縮短了施工工期。
5.助力深中通道保通保暢及安全運行
AI算法框架圖
土木與交通學(xué)院交通運輸工程系林培群教授團隊承擔(dān)廣東省交通集團科技項目“智慧交通核心算法之交通流預(yù)測項目”和“高速公路網(wǎng)大數(shù)據(jù)運行評價指標(biāo)體系關(guān)鍵技術(shù)研究項目”,實現(xiàn)深中通道及周邊路網(wǎng)交通流狀態(tài)感知、節(jié)假日交通數(shù)據(jù)融合與趨勢研判,助力深中通道保通保暢及安全運行。
“華工人才”聚力共筑深中通道
作為“工程師的搖籃”,在深中通道建設(shè)過程中,還有一大批包括深中通道總工、副總工在內(nèi)的華南理工校友也貢獻著智慧和力量。他們攻堅克難、默默奉獻,奮戰(zhàn)一線、為國建功,展現(xiàn)了華南理工大學(xué)人才培養(yǎng)的深厚底蘊和持續(xù)力量。
宋神友
華南理工大學(xué)橋梁工程專業(yè)碩士宋神友校友,擔(dān)任建設(shè)公司副總經(jīng)理、深中通道管理中心主任、總工程師,他2010年就加入深中通道項目的建設(shè)。作為深中通道“1號員工”,宋神友面對集“橋、島、隧、水下互通”于一體的世界級超級工程,帶領(lǐng)建設(shè)團隊求變創(chuàng)新,為實現(xiàn)“零”的突破,他與團隊歷時4年進行產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān),開展近千組模型試驗,攻關(guān)前沿性技術(shù)。填補鋼殼砼沉管隧道及離岸海中大跨徑懸索橋建設(shè)技術(shù)空白,形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的跨海集群工程成套技術(shù)和中國標(biāo)準(zhǔn),引領(lǐng)我國跨海通道工程技術(shù)實現(xiàn)新跨越,為中國式現(xiàn)代化及交通強國建設(shè)作出突出貢獻。
2024年1月,宋神友校友被授予“國家卓越工程師”稱號。
陳越
2018年,國內(nèi)著名的隧道專家、華南理工大學(xué)1985級工民建專業(yè)校友陳越剛剛結(jié)束港珠澳大橋項目的建設(shè)工作,就無縫對接到深中通道項目,擔(dān)任了深中通道管理中心副總工程師。關(guān)于港珠澳大橋和深中通道的不同,他認(rèn)為建設(shè)港珠澳大橋就像是進重點學(xué)校,而建設(shè)深中通道則像是進入重點學(xué)校后還要進入重點班,“進重點學(xué)校已經(jīng)很難了,現(xiàn)在還要進重點班,就更難上一層樓。”
陳煥勇
華南理工大學(xué)1996級水利水電建筑工程本科生、2000級橋梁與隧道工程專業(yè)碩士研究生陳煥勇校友,任深中通道管理中心總工辦副主任,負(fù)責(zé)深中通道的全線橋梁技術(shù)管理(包括主跨1666米深中大橋)和BIM數(shù)字化建設(shè)。
古世煌
華南理工大學(xué)土木工程(路橋方向)畢業(yè)生古世煌校友,2021年3月入職深中通道項目從事建設(shè)管理,先后深度參與了深中通道沉管隧道的自密實混凝土澆筑、舾裝、浮運安裝及東、西人工島現(xiàn)場建設(shè),期間實現(xiàn)“同一窗口雙管齊下”的沉管安裝史新記錄。
唐凌煒
華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院2008級工程碩士唐凌煒校友,擔(dān)任保利長大工程有限公司深中通道S15標(biāo)項目經(jīng)理,“全國五一勞動獎?wù)?rdquo;獲得者。自參建深中通道項目以來,面對目前最大規(guī)模的熱拌環(huán)氧鋼橋面鋪裝任務(wù),唐凌煒帶領(lǐng)整個項目團隊,并在華南理工大學(xué)徐偉副教授和廣州肖寧道路工程技術(shù)研究事務(wù)所專家們的指導(dǎo)與支持下,自主研發(fā)環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝智能建造三大系統(tǒng),開創(chuàng)了業(yè)內(nèi)環(huán)氧瀝青鋪裝全環(huán)節(jié)自動化施工的先河,三次刷新單日熱拌環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝施工面積的世界紀(jì)錄,并突破性地實現(xiàn)熱拌環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝“零鼓包”工程質(zhì)量標(biāo)桿,贏得了業(yè)界的一致好評。
與此同時,華南理工大學(xué)橋梁工程專業(yè)陳偉樂校友,2004級工程博士潘放校友,結(jié)構(gòu)工程專業(yè)碩士生肖飛等大批校友也都參與了深中通道項目規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理等各個環(huán)節(jié)的工作;2017-2020級道路與橋梁班級近200名同學(xué)奔赴深中通道的建設(shè)現(xiàn)場,完成了調(diào)研、實習(xí)等實踐任務(wù)。
通訊員/鮑恩 盧慶雷
責(zé)任編輯/劉秀
評論 0