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21世纪第八大奇迹背后,这些大学做出 [复制链接]

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被誉为“21世纪第八大奇迹”的港珠澳大桥正式开通,用最灿烂的姿态连接起香港、珠海、澳门三地,自此3小时的车程缩短至30分钟。

多项新专利,7项世界之最,整体设计和关键技术全部自主研发……8年时间,港珠澳大桥圆了几代人的桥梁梦,让滴水不漏、年使用寿命的中国标准惊艳了全世界。

筹备6年,建设9年,港珠澳大桥历时足足15年。港珠澳大桥的建成凝聚了数百家单位和数千科技工作者的心血,其中参与高校也有数十所,他们为港珠澳大桥的顺利建成做出了重要贡献。

他们都是谁?(欢迎大家留言指出遗漏高校以及所做的贡献):

同济大学:给出桥梁抗风完美方案

前不久台风“山竹”正面袭击珠三角时,大桥安然无恙,经受住了飓风的考验。这里凝结着同济大学研究团队的抗风成果。

在港珠澳大桥的设计建造过程中,同济大学多个研究团队深度参与,破解诸多技术难题,为人工岛建设、沉管隧道接合与抗震、通航孔桥抗风等贡献智慧,确保了大桥的顺利建成并通车运营。

港珠澳大桥采用隧桥模式,隧桥转换需要在大海中建设人工岛,采用的方式为先打桩、用挤密砂桩圈起围堰,抽干水然后再筑岛。如何解决软弱海底地基的稳定和沉降问题?同济大学土木工程学院马险峰博士开展“外海厚软基桥隧转换人工岛设计与施工关键技术”研究,其成果支撑了挤密砂桩设计中若干难题的解决。

港珠澳大桥隧道沉管每节重达8万吨,在海底万一没接好怎么办?遇到地震会不会扭曲变形?同济大学土木工程学院袁勇教授团队开展多点非一致地震激励下超长沉管隧道地震响应快速分析方法、沉管隧道减震控制技术等一系列研究,拿出了可确保大桥承受8度设防烈度地震的抗震方案。

港珠澳大桥有三个大跨度通航孔桥,在风高浪急的伶仃洋上,桥梁如何抗风是个大问题。同济大学研究团队给出了方案。以青州航道桥为例,研究人员采用主梁小、大比例节段模型测振风洞试验,主梁、桥塔节段模型测力风洞试验,桥塔自立状态气弹模型、全桥气弹模型风洞试验的方法进行抗风研究。桥塔试验表明,即使在风速65米每秒的风中,桥塔也未出现自激和发散性的驰振现象。

在港珠澳大桥拱北隧道建设过程中,面对土层软弱、富含地下水、距离地面仅5米的不利情况,同济大学胡向东教授与各方专家一起探索研究,最终敲定管幕冻结法。管幕是围绕隧道四周、沿隧道全长布置的大型钢管,保护隧道施工安全;冻结是把钢管之间及周围土体冻结成冻土,形成止水帷幕。这样,拱北隧道暗挖段成为一个大“冰桶”,有效避免了施工时漏水和地面塌陷。

当初荷兰一家世界著名隧道沉管公司曾要价1.5亿欧元相当于15亿元人民币,提供巨大沉管的深水安装技术咨询。中方决定找自己的专家解决,同济大学接下了这项任务,承担港珠澳大桥设计文件的复核、审查,圆满完成了相应的关键技术科研任务。

西南交大:助大桥稳稳“扎根”海床

珠港澳大桥这个伟大工程建成通车的背后,有着号称西南交通大学“梦之队”倾注的心血,他们攻坚克难,敢啃硬骨头,展现了西南交大土木工程学院的强悍实力。

港珠澳大桥采用正交异型桥面板钢箱梁,这种结构形式轻质高强、施工速度快,但是它的板件构件及受力特性复杂,最大的问题是疲劳。疲劳导致的裂缝成为国内外钢桥行业共同的难题。西南交通大学土木工程学院卜一之、张清华教授参与国家科技支撑计划项目——港珠澳大桥跨海集群工程建设关键技术研究与示范,通过艰苦研究,团队攻克了疲劳的难题,助力港珠澳大桥保证120年的寿命,并为大桥钢梁架设技术提出了有益建议。

西南交大土木学院马建林教授团队主持了港珠澳大桥主体工程桥梁工程施工图设计大直径钢管复合桩试验专题研究,助力港珠澳大桥稳稳“扎根”海床。现场调研、资料收集、室内外试验、理论计算、数值模拟……团队不断探讨复杂受力条件下钢管复合桩的受力机理与协同工作性能,解答了深海条件下钢管复合深长桩基础的相关计算理论和设计方法等关键技术,研究成果对于港珠澳大桥大直径钢管复合桩基础工程建设具有重要的指导意义。

港珠澳大桥共有3个跨度通航孔桥和长距离的钢箱梁非通航孔桥,这些桥体如何能经受住猛烈的台风呢?西南交大土木学院廖海黎、李明水教授团队承担了港珠澳大桥所有通航孔桥和钢箱梁非通航孔桥的抗风性能研究工作。有关大桥模型在西南交大犀浦校区的XNJD-3风洞这一目前世界最大的边界层风洞里进行了反复试验,最终,团队为港珠澳大桥的抗风设计和风致振动抑制措施提供了科学依据。

此外,西南交大地球科学与环境工程学院测绘遥感信息系退休教授许提多曾受聘为港珠澳大桥工程测量特聘专家,他制定了港珠澳大桥测量控制总体方案并具体参与和指导实施;参与制定港珠澳大桥工程测量规程和规范;对桥梁、海底沉管隧道、人工岛等工程测量方案提出合理化建议,并审核最终的具体施工测量方案,等等。

天津大学:技术支撑桥隧连接人工岛

从天津大学了解到,该校师生校友多人次参与到港珠澳大桥的设计、建设施工中,贡献了“天大智慧”。

港珠澳大桥建设的主体工程包括跨海桥梁、海底隧道和桥隧连接人工岛,其中桥隧连接人工岛是港珠澳大桥建设的关键工程之一。天津大学王元战教授课题组承担了港珠澳大桥建设工程桥隧连接人工岛沉入式钢圆筒结构的稳定性及渗流分析工作,解决了波浪作用下软土强度弱化、沉入式大圆筒结构破坏过程模拟等科学技术问题,对各种荷载工况下桥隧连接人工岛沉入式钢圆筒结构稳定性和渗流进行了计算分析,为完善人工岛设计提供了技术支撑。

港珠澳大桥的海底隧道段由33节沉管组成,每节沉管的重量接近8万吨,相当于一艘中型航母的重量,造价达上亿元。沉管在深水坞预制好后,需通过缆绳与安装船相连,在合适的波流施工窗口由安装船拖带浮运并下沉到施工地点,沉管的安全浮运和沉放是整个工程安全施工的关键。为了协助设计施工单位解决这一问题,天津大学建筑工程学院肖忠副教授首次建立了安装船、沉管、缆绳和水体系统1∶1的三维精细有限元仿真模型,并在计算模型中考虑了水体的黏性和紊流特性及安装船、沉管、缆绳和水体相互间的耦合作用。为了使仿真模型能够更好地服务于实际工程,课题组赴工程现场对沉管最终的浮运系泊方案进行了现场考察,并针对系泊危险工况进行了数值仿真,为保证沉管结构在浮运及沉放过程中的安全施工提供了指导。该项目研究成果可为后续的类似工程提供理论指导,经济效益显著。

港珠澳大桥的桥墩采用陆上分节预制,水上拼接安装的施工工艺。单个预制件最大重量达3510吨,高度超过22米。利用半潜驳船将预制好的桥墩运输至施工海域。桥墩浮拖跨距长,海况复杂恶劣,且桥墩属于高耸结构,驳运系统整体的重心较高,拖运过程中在风浪作用下半潜驳船和桥墩联合体的运动响应明显,支撑桥墩的台车车轮承受巨大荷载。为确保浮拖过程中半潜船及桥墩的安全,天津大学建筑工程学院别社安教授团队对整个驳运系统进行了水动力性能计算、桥墩的拖航稳定性分析,在此基础上提出了桥墩在运输驳船上的加固稳定方案,保证了桥墩的安全运输。

长安大学

在大桥建设过程中,长安大学充分发挥公路桥梁隧道方面的专业优势,根据工程建设的需求开展多项技术难题攻关,为大桥建设提供了强有力的技术支撑,助力“中国标准”走向世界。

长安大学沙爱民教授主持的港珠澳大桥主体工程导隧工程的关键技术以及刘建新教授主持的港珠澳大桥主体工程桥梁工程的专题研究成果为港珠澳大桥的设计和施工提供了方案和依据。

长安大学贺栓海教授以他为首的工程控制团队经过长期的高难度的跟踪分析,高精度梁测反馈控制,保证了大桥的精准匹配拼接与合拢,创造了外海特大跨径桥梁建设精度的佳绩。

港珠澳大桥的总工程师是长安大学的校友苏权科,此外港珠澳大桥总设计师,总监理工程师以及一些核心要害部门的负责人共20多人都是长安大学毕业的校友。

港珠澳大桥主体工程参建单位名单(主要长安大学校友)

(一)港珠澳大桥管理局

1、苏权科总工程师(研85级)

2、高星林局长助理兼计划合同部部长(桥95级)

3、段国钦HSE总监兼安全环保部部长(交93级)

4、江晓霞营运部部长(研97级)

5、景强副总工程师(桥98级)

6、方磊总工办副主任(研99级)

7、孔雷军交通工程部副部长(控88级)

8、郑向前安全环保部副部长(研97级)

9、高文博总工办副主任(桥03级)

10、李志宏工程管理部主管(路97级)

11、王芳计划合同部副主管(路07级)

12、张永财计划合同部主办(管04级)

清华大学:

土木水利工程学院教授宋二祥教授团队曾为港珠澳大桥中的控制工程——岛隧工程的设计和建设长期提供技术咨询,特别是对沉管隧道“半刚性”管节实施方案的可行性论证提供了关键的技术支撑。在报告中,宋老师从沉管隧道的发展历程讲起,并重点分享了“岛隧-地基体系变形分析及控制”、“半刚性沉管结构可行性论证”两块工作的研究过程与结果,最后指出工科专业理应密切结合实际工程,通过工程实践加深对理论的理解,反过来又为工程提供支撑。

土木水利工程学院李克非教授团队曾针对港珠澳大桥中的控制性工程难题——混凝土钢筋在强腐蚀条件下的耐久性设计开展了近十年的攻关。在报告中,李老师从混凝土耐久性设计的基本概念讲起,重点阐述了港珠澳大桥年全寿命周期混凝土结构的质量控制与管理方法,最后指出了工程运行期混凝土质量控制与管理尚存在的问题。

土木水利工程学院教授张永良接下了设计保障大桥年使用寿命健康监测系统的任务,带领团队调研市场成熟的设计方案,跟踪世界前沿文献,力图让健康监测系统成为“海中的眼睛”,监测伶仃洋下海流、波浪等各种结构受力要素变化的规律。

华南理工大学:

华南理工大学王荣辉教授带领副教授谷利雄、马牛静等人以及博士生陈黎、陈钊庭、董春光等人组成的施工监控技术团队负责港珠澳大桥主体工程桥梁工程CB04合同段内里程桩号为K22+~K29+,全长7.公里的施工监控工作。

港珠澳大桥设计可抗16级台风,由朱良生教授带领的海洋与海岸动力学团队所负责的“港珠澳大桥桥位现场波浪观测”对大桥的建设工作起到关键作用。

此外,以张肖宁教授为首的学术团队承担了港珠澳大桥16公里连续钢箱梁和大跨径钢箱梁结构桥梁的沥青铺装技术研究任务;

赵成璧副教授主持完成了港珠澳大桥主体工程初步设计阶段隧道的沉管管段浮运、系泊、沉放的模型试验研究;

港珠澳大桥的珠海人工岛通道,采用了华南理工大学道路工程系虞将苗副教授团队研发的高韧薄层沥青罩面技术,实现了品质上的进一步提升;

还有张原教授等多位科研人员参与其中,为港珠澳大桥的建设贡献“华工智慧”。

浙江大学:

浙江大学建筑工程学院交通工程研究所凭借在大跨度复杂结构桥梁数值模拟分析、大跨度桥梁监测与控制等方面的技术领先优势和丰富的工程实践经验,承担了港珠澳大桥埋床式预制墩台的设计咨询工作和桥梁工程主体工程CB03标段的大节段钢结构桥梁安装监控等工作。

在工程设计阶段,解决了埋置墩台施工期间的复杂受力分析和墩台设计承载能力分析等关键设计技术难题;

在工程施工阶段,攻克了超大节段钢结构海上安全运输、桥位快速安装和空间精准对接等系列技术难题;为大桥工程建设提供了可靠的技术支撑,获得了港珠澳大桥管理局等各参建单位的一致肯定和好评。

东北大学:

跨海大桥建设所需的管桩钢、通航主桥的桥梁钢的工艺技术来自东北大学!

港珠澳大桥建设的大量高性能绿色桥梁钢钢板应用了东北大学王昭东教授团队研发的基于新一代控轧控冷工艺。

东北大学王昭东教授及其团队研发的新一代控轧控冷工艺,建立了以超快速冷却为核心的细晶强化、析出强化和相变强化的综合强韧化理论,使钢材组织细化35%以上,析出相尺寸减少25%以上,有效满足了桥梁钢高强度和高韧性的需求。

广州大学:

广州大学工程抗震研究中心提供了大桥抗震方面的设计和相关技术专题研究。

上海交通大学:

程志虎,港珠澳大桥总监理工程师,教授级高级工程师,上海交通大学毕业。此外,上海交通大学也参与港珠澳大桥的科研工作。

中山大学:

由中交第四航务工程勘察设计院、港珠澳大桥管理局、天津水运工程科学研究所、南京水利科学研究院、中山大学、中交第一航务工程局、中交广州航道局等单位专业技术人员构成的攻关组,历时三年,共同完成的“珠澳大桥沉管隧道基床回淤监测及预警预报系统研发与应用”研究荣获中国航海学会颁发的航海科技进步一等奖。

中山大学为促进中国航海科学技术进步做出了突出贡献,获此殊荣。中山大学海洋科学学院河口海岸研究所李春初、雷亚平获得个人奖励证书。

重庆交通大学:

“毕业于重庆交通大学的校友也非常多。”重庆交通大学宣传部负责人告诉重庆日报记者,如港珠澳大桥的总体设计负责人孟凡超是年毕业于该校桥梁隧道专业的学生,担任港珠澳大桥管理局局长助理的高星林,设计“白海豚塔”的广东长达公司港珠澳大桥CB04标总工程师陈儒发,以及负责监理、施工、技术等各个层面的工作人员,均有重庆交通大学各届毕业的校友。

长沙理工大学:

据长沙理工大学新闻网介绍,港珠澳大桥活跃长沙理工大学众多校友:

去年4月,在港珠澳大桥管理局,长沙理工大原副校长黎正稳一行与副局长余烈,工程总监张劲文,工程管理部部长李江,副部长杨卫国、朱定,融资财务部副部长蔡晓波,计划合同部主管肖洁、张鸣功等校友展开座谈。黎正稳为校友们在这一世界级超大工程中的卓越贡献表示由衷高兴,并向校友们介绍了学校办学60年来在人才培养、科学研究、社会服务和文化传承与创新方面的成绩,表示校友是未来大学评价最重要的指标,希望校友们在各自岗位上继续为国家建设和社会发展创造更多的业绩,为母校赢得更多的荣誉。校友们介绍了各自的工作情况,回顾了自己在校期间的学习与生活,对学校的培养表示感谢,为学校确定“跻身百强”的奋斗目标感到振奋。

走访期间,黎正稳一行先后在大桥主体工程桥梁工程土建工程施工项目部、桥面铺装工程施工项目部、岛隧工程项目部,分别与来自中交集团、广东长大集团的各项目负责人赵传林、李进、孙建波、徐永刚、张育才、张文森等校友开展了座谈,并走进宿舍与食堂,实地参观岛隧工程海底沉管管节预制厂,了解校友们的工作与生活环境。

大桥建设的每一个环节都有我校校友的身影,他们来自公路、桥梁、土建、港航、机械、测绘、会计、管理等多个专业,尤其在项目管理与技术创新方面,很多校友充当着领军者与骨干角色,在理念创新、管理创新以及核心工艺和施工组织方法的自主研发和自主创新方面多有建树,涌现出了全国劳模张劲文,全国五一奖章获得者李江,省级劳模刘广红、张怡戈,省级五一奖章获得者杨卫国、张鸣功等一大批典型。

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