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世界級挑戰!探訪獅子洋通道工程設計背后的奧秘

2025年10月13日 來源:南方+

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  金風送爽,江海生輝。剛剛落幕的中秋國慶假期,粵港澳大灣區各大跨江通道車流如織,繁忙而有序。雙節期間,廣東省高速公路單日車流四破千萬、三創新高,虎門大橋、南沙大橋、深中通道等跨江通道持續高位運行,彰顯出灣區經濟的蓬勃活力與交通脈動的強勁節奏。

建設中的獅子洋通道

  持續增長的跨江交通需求,不僅考驗著現有通道的通行能力,也催促著新的核心交通樞紐工程加速建設。珠江口上,獅子洋通道建設現場熱火朝天,施工人員爭分奪秒推進關鍵節點。該項目由廣東省交通集團下屬的廣東灣區交通建設投資有限公司投資建設,其中,主橋獅子洋大橋由中交公路規劃設計院有限公司(簡稱公規院)主持設計,中交二航局、中交二公局參與建設。

  在功能定位上,獅子洋通道并非一條單一的高速公路,而是一條“多層復合型功能通道”。它不僅承擔著區域間的高速交通聯系,還需銜接地方城市道路系統,實現城際交通與城市交通的有機融合。

  “作為粵港澳大灣區向南向西擴展的重要交通生命線,獅子洋通道將在促進廣州南沙、中山乃至珠江口東西兩岸全面互聯中發揮關鍵作用。”獅子洋通道項目建設方副總經理、總工程師張太科介紹。項目建成后,廣州南沙至東莞的車程將大幅縮短,珠江口核心城市群的聯系更加緊密,產業鏈、人才流、物流將迎來更高效的跨江通達。

建設中的獅子洋通道

  “我們對多個主橋橋位方案進行了比選,最終確定了當前這個主跨2180米一跨過江的雙層鋼桁懸索橋方案。這無疑是挑戰極限,但也是實現項目戰略價值、滿足未來發展需求的最優解。”為最大化提升通道的服務能力,全國工程勘察設計大師、公規院總工程師崔冰帶領副總工程師徐軍等資深技術人員組成的公規院設計團隊,通過大量數據分析、方案比選與科學論證,最終確定了跨江主橋為上下雙層“8+8”車道的方案,上下層均為高速公路,設計時速100公里。這一設計方案不僅極大提高了通行能力,也為未來交通增長預留了充分空間。

  前所未有的設計方案,帶來了世界級的技術挑戰。獅子洋大橋作為項目的關鍵控制性工程,以其主跨2180米的超大跨徑,一跨過江,建成后將創下雙層懸索橋“主跨跨徑(2180米)、主塔塔高(342米)、錨碇基礎(直徑130米)、主纜規模(直徑1.5米)、車道數量(上下雙層16車道)”五項世界第一。每一項“世界第一”的背后,都是公規院設計團隊對技術極限的挑戰與突破。

  “雙層16車道的超寬橋面,意味著單側橋塔需要承受超過20萬噸的巨大豎向壓力,這是傳統橋梁結構難以承受之重。”崔冰表示,面對這一核心難題,設計創造性采用“鋼殼—混凝土”組合結構索塔方案,有效強化了索塔各項結構性能,并顯著減少塔身自重,這也是在世界范圍內首次將該型結構用于大跨度懸索橋。為匹配這種索塔結構,充分發揮鋼與混凝土的協同受力性能,設計方案提出采用強度等級高達C80的高性能混凝土,并形成了一套標準化的橋塔高質量建造工藝。

建設中的獅子洋通道

  同時,為滿足超重荷載要求,獅子洋大橋的主纜設計達到了前所未有的規模。其主纜直徑達1.5米,單根主纜由374股索股組成,每股索股又由127根直徑6毫米、強度等級高達2060兆帕的高強鋼絲構成。為保證主纜內部鋼絲受力均勻,獅子洋大橋構建了集機器視覺、壓力變送高差自動監測于一體的自動化高精度索股架設測控系統,并采用索夾隨吊桿荷載變化緊固、纏絲與緊纜同步實施工藝。同時,公規院聯合施工單位研發了數控自動化索夾緊固與緊纜一體機和緊纜纏絲一體機等新型設備,也為此后不同橋型超大直徑主纜施工提供了成熟的工藝與裝備基礎。

  “橋梁工程設計建造的真正價值不在于不斷刷新紀錄,而在于真正實現橋梁安全、耐久的結構理念及與之相適應的結構理論和建造技術、工藝等突破。”崔冰認為,應打造除關鍵支撐構件(索塔、主纜)外其余構件均可便捷更換的橋梁結構體系,以保證橋梁在全壽命周期內始終保持“青壯年性態(性能、狀態)”。

建設中的獅子洋通道

  事實上,從勘測設計到現場施工,從工藝攻關到設備研發,獅子洋通道幾乎每一個環節都面臨著前所未有的技術難題和管理挑戰。正是在一次次“從零的突破”中,展現了中國工程建設不斷攀登技術高峰、引領世界基礎設施發展的雄厚實力與創新底氣。

  在這一系列攻堅克難的過程中,公規院憑借扎實的技術積累和全產業鏈服務能力,成為推動項目不斷前進的重要中堅力量。

  “多年來,公規院始終扎根粵港澳大灣區建設主戰場,深度參與了一批具有戰略意義的標志性工程全生命周期工作,從前期規劃設計到后期運維管理全鏈條發力,積累了系統完備的實踐經驗,成為推動灣區互聯互通和融合發展的重要力量。”公規院專業總監、副總工程師吳明遠表示。

  虎門大橋建成時,大跨徑懸索橋在國內尚無先例;黃埔大橋主跨1108米,創下華南跨徑紀錄并分擔珠江交通壓力;港珠澳大橋提出“橋島隧組合”結構和“半剛性”沉管隧道,解決外海深埋工程的技術難題;南沙大橋同時建成兩座超千米單跨懸索橋,提升灣區通行能力;深中通道集橋、島、隧及水下互通于一體,將深圳與中山的通勤時間由兩小時縮短至半小時……40余年里,公規院設計師們長期扎根粵港澳大灣區,貢獻智慧力量,延伸交通脈絡。

  珠江口上,獅子洋通道與已建成通車的虎門大橋、南沙大橋遙相呼應,共同構成連接廣州南沙與東莞、輻射粵港澳大灣區西翼的重要跨江走廊。

  (記者 李赫

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