港珠澳大橋設計理念及橋梁創新技術_孟凡超

2024年3月7日發(作者：夢英語)

港珠澳大橋設計理念及橋梁創新技術孟凡超，劉明虎，吳偉勝，張革軍，張梁（中交公路規劃設計院有限公司，北京100088）[摘要]介紹了港珠澳大橋的工程概況、建設目標和總體設計方案，重點闡述了以“大型化、工廠化、標準化、裝配化”的設計理念和總體原則指導下，設計采用的新材料、新技術、新工藝、新設備。創新技術的應用，為提高工程品質、確保設計使用壽命提供了堅實基礎和有利保障。[關鍵詞]鋼管復合樁；埋床法預制墩臺；?75mm預應力粗鋼筋；正交異性鋼橋面板；1860MPa斜拉索；減隔震[中圖分類號]U44[文獻標識碼]A[文章編號]1009-1742(2015)01-0027-0911.1概述工程概況港珠澳大橋跨越珠江口伶仃洋海域，是連接香港、珠海、澳門的超級跨海通道，是列入《國家高速公路網規劃》的重要交通建設項目，是我國具有國家戰略意義的世界級跨海通道。項目西接京港澳高速公路，東接香港大嶼山高速公路，是一項“橋、隧、島”一體化多專業的超大型綜合集群工程，包括：主體工程（粵港分界線至珠澳口岸之間區段）、香港界內跨海橋梁、三地口岸、三地連接線。主體工程總長29.6km，其中橋梁工程長約22.9km。港珠澳大橋橋梁工程包括3座通航孔橋及深/淺水區非通航孔橋5部分[1～3]。青州航道橋橋跨布置為（110+236+458+236+110）m的雙塔斜拉橋（見圖1），主梁采用扁平流線型鋼箱梁，斜拉索采用扇形式空間雙索面布置，索塔采用橫向“H”形框架結構，塔柱為鋼筋混凝土構件，上聯結系采用“中國結”造型的鋼結構剪刀撐。江海直達船航道橋橋跨布置為(110+129+258+258+129+110)m的三塔斜拉橋（見圖2），主梁采用大懸臂鋼箱梁，斜拉索采用豎琴式中央單索面布置，索塔采用“海豚”形鋼塔。九洲航道橋橋跨布置為（85+127.5+268+127.5+85）m的雙塔斜拉橋（見圖3），主梁采用懸臂鋼箱組合梁，斜拉索采用豎琴式中央雙索面布置，索塔采用“帆”形鋼塔（下塔柱局部為混凝土結構）。深水區非通航孔橋為110m等跨徑等梁高鋼箱連續梁橋（見圖4），鋼箱梁采用大懸臂單箱雙室結構。為跨越崖13-1氣田管線需要，其中一聯采用（110+150+110）m變梁高鋼箱連續梁橋。淺水區非通航孔橋為85m等跨徑等梁高組合連續梁橋，主梁采用分幅布置。全橋基礎采用大直徑鋼管復合群樁，通航孔橋采用現澆承臺，非通航孔橋采用預制承臺，全橋橋墩采用預制墩身。1.2主要技術標準公路等級為雙向6車道高速公路；設計行車速度100km/h；建筑限界為橋面標準寬度33.1m，凈高5.1m；設計汽車荷載按《公路橋涵設計通用規范》[收稿日期][作者簡介]2013-07-10孟凡超，1959年出生，男，四川遂寧市人，教授級高級工程師，主要從事橋梁結構設計研究；E-mail：mengfanchao@2015年第17卷第1期27

（JTGD60—2004）中規定的汽車荷載提高25%用于設計，并按香港《UnitedKingdomHighwaysAgency’sDepartmentalStandardBD37/01》汽車荷載進行復核；抗風設計考慮運營階段設計重現期120年，施工階段設計重現期30年；地震設防標準：以重現期表征，工作狀態（E1）均為120年，極限狀態（E2）通航孔橋為1200年、非通航孔橋為600年，結構完整性狀態（E3）均為2400年；設計使用壽命120年。圖1Fig.1青州航道橋橋型布置（單位：m）LayoutofQingzhounavigationbridge(unit：m)圖2Fig.2江海直達船航道橋橋型布置（單位：m）LayoutofJianghainavigationbridge(unit：m)圖3Fig.3九洲航道橋橋型布置（單位：m）LayoutofJiuzhounavigationbridge(unit：m)圖4Fig.4深水區非通航孔橋橋型布置效果圖Imageoflayoutofnon-navigationbridgeindeepwaterzone1.3建設條件項目地處珠江伶仃洋入?？?，屬于近海離岸跨中國工程科學海通道工程，海域寬度超過40km。大橋處于南亞熱帶海洋性季風氣候區，橋位區熱帶氣旋影響十分頻繁，氣象條件惡劣，臺風多，風力大，高溫高濕。橋區重現期120年10m高10min平均風速達47.2m/s。實測極端最高氣溫為38.9℃，極端最低氣溫為-1.8℃。年內各月平均相對濕度均在70%以上。水文條件復雜，水動力條件差，行洪、納潮、防淤要求嚴。海床穩定性好，潮位變化平緩、流速不大。水深介于5～10m，局部最深點可達17m。橋區海域為不規則半日潮海區，潮差不大，平均潮差僅1.24m。實測垂線平均流速1～2節，總體上本海區流速不大。穿越橋區的航道多、航線復雜、通航船型類型眾多、船舶通航密度大、通航要求高，航行安全管理要求高。地震設防水準高。地質條件變化大。橋位處覆蓋層較厚，最厚可達89.3m；下伏基巖為花崗巖，巖面及風化厚度差異較大。軟土分布范圍廣，厚度大。海水和地下水均具有較強的腐蝕性。28

香港大嶼山機場位于大橋東岸登陸點附近，澳門機場位于大橋西岸附近，機場航空限高嚴。橋軸線穿越白海豚保護區，環保要求高。2設計理念[4~6]港珠澳大橋是中國交通建設史上規模最大、技術最復雜、標準最高的工程，作為世界級挑戰性的通道，它的建設必須采用世界先進技術和方法，以及與之匹配的先進建設理念，必須推行“以需求和建設目標引導設計”，推行先進的“四化”建設思想，依靠當代先進的科學技術和國家強大的工業化實力，確保其“新技術、高品質、長壽命”重要目標的實現。相對來說，橋梁建設的工業化水平在港珠澳大橋上達到了空前的高度，“四化”建設理念將引領中國橋梁及交通建設領域的工業化革命，是中國邁向橋梁強國的里程碑項目。港珠澳大橋3大目標為：建設世界級的跨海通道；為用戶提供優質服務；成為地標性建筑。每個目標均具有豐富和深刻的內涵和要求?；诓⒎沼陧椖拷ㄔO條件、建設目標和需求，設計提出了項目建設理念和指導方針，即“大型化、工廠化、標準化、裝配化”。全面實現“四化”工法是項目的總體設計思想，以適應工程復雜建設條件，保證施工安全和航運安全、確保工程質量品質、減少現場工作量、減少海中作業時間、降低施工風險、保護海洋生物、保障工期?！八幕崩砟钍琼椖孔非蟮淖罡呔辰?，其本質是工業化。在交通基礎設施建設乃至于整個工程建設中，采用“四化”理念或者工業化的建設模式，將是一場深刻的革命。中國近20年來建設了很多橋梁，其中不乏世界頂級橋梁，但在那種勞動密集型的生產組織方式下，很難有工業化的充分實踐。工程建設的工業化是一個國家工業化水平的表現：大型施工船舶、大型設備的研發制造取決于國家裝備工業的水平；大型構件的生產制造安裝體現了國家工業生產能力；標準化水平的高低取決于國家工業管理水平?？梢哉f“四化”理念是國家實力的體現。3橋梁創新技術地標性橋梁建筑景觀設計為建成地標性建筑，進行了長期的艱苦卓絕的建筑景觀設計。其中，航道橋對全橋景觀效果和地標性目標影響至關重要。在全橋橋墩造型、主梁線形協調一致的基礎上，作為斜拉橋的索塔的建筑造型則成為控制性因素?；谌珮驑蛩斫M合“珠聯璧合”的總體景觀設計理念，在對景觀文化內涵、橋梁元素特征、視點進行研究分析的基礎上，考慮中西、粵港、古今文化交融的地域文化特點，最終從眾多套橋梁方案中篩選出以海洋文化元素為基礎的“揚帆順行”組合方案（見圖5）。三座通航孔橋橋塔造型既有統一的主題元素，又各具特色，體現了設計的原創性，極具可識別性。3.1圖5通航孔橋建筑景觀效果圖Fig.5Imagesoflandscapesofnavigationbridges3.2大型鋼管復合樁研究與應用在廣泛吸收國內外跨海橋梁基礎建設的有益經驗的基礎上，通過對打入樁、鉆孔灌注樁和鋼管復合樁綜合比選，最終確定采用鋼管復合樁，鋼管與鋼筋混凝土共同組成樁結構主體。通航孔橋基礎采用變直徑鋼管復合樁。樁身由兩部分組成：有鋼管段、無鋼管段。有鋼管段的長度根據地質條件、結構受力、沉樁能力、施工期承載等綜合確定。復合樁鋼管內徑2450mm，鋼管壁厚分兩種：下部約2m范圍壁厚為36mm，其余壁厚為25mm。鋼管對接時內壁對齊，采用全熔透對接焊。在頂部一定區段鋼管內壁設置多道剪力環。復合樁混凝土強度等級采用水下C35，樁身根據受力配置鋼筋。非通航孔橋復合樁鋼管內徑2150/1950mm，樁身根據受力配置鋼筋。其余與通航孔橋相同。雖然鋼管復合樁以其優越的力學性能越來越2015年第17卷第1期29

受到工程界的重視和青睞，但目前國內外對于鋼管復合樁復合結構的受力機理、協同工作性能以及設8]計計算理論還不完善，缺乏系統理論研究[7，。工程上常常只是把鋼管作為鉆孔樁的臨時護筒，設計時未將鋼管與核心混凝土作為復合體加以共同考慮。目前鋼管復合樁計算理論和設計方法的研究大大落后于工程應用。一方面，實際工程中經常出現因樁基沉降過大等引起的工程事故，另一方面也暴露出樁基設計中存在著保守的趨勢和現象。造成這種現狀的原因是樁周介質（巖土）性狀的復雜性，同時鋼管和混凝土樁體之間的受力分析相對困難，導致現在對大直徑鋼管混凝土復合樁的荷載傳遞機理、變形規律等還未完全研究清楚。鑒于此，對鋼管復合樁的變形分析、承載力計算理論以及樁的合理構造形式等方面開展了系統的理論分析和試驗研究（制作了14根鋼管復合樁試件開展模型試驗），在充分了解其承載特性和受力機理的基礎上，獲取了大直徑鋼管復合樁的各項設計參數，提出了鋼管復合樁豎向和水平承載能力計算方法，并將研究成果應用于設計。3.3埋床法全預制墩臺設計與施工技術為使全橋橋隧組合軸線斷面阻水率滿足不大于10%的要求，需將全部非通航孔橋的承臺埋于海床面以下。同時，在項目設計理念指導下，設計采用了埋床法全預制墩身和承臺方案（見圖6）。墩身根據吊裝能力分成1～3節預制拼裝，承臺隨同首節墩身一同預制，預留樁位孔洞和后澆混凝土空間。樁位孔洞用以實現止水、樁基與預制承臺臨時連接；后澆混凝土空間在抽水后澆注后澆混凝土，實現承臺與樁基的整體化。預制承臺既是承臺主體結構，又是實現承臺與樁基連接的圍堰結構，除附著于預制承臺之上的臨時周轉使用的圍堰設施外，承臺本身施工不需要額外的圍堰結構。下節段墩身及承臺整體最大吊裝重量約2850t，最大高度約27m。圖6Fig.6埋床法全預制墩身和承臺構造（單位：cm）Configurationoffullyfabricatedpiershaftandpilecapembeddedbelowabed(unit：cm)預制承臺底板厚0.6m，底板開孔直徑2.13m，孔壁設有槽口，用于置入整體式止水膠囊，通過充30中國工程科學水后實現止水。需研制新型封堵止水裝置及相應工藝解決16m水深處潛水預制承臺與鋼管復合樁

間的止水問題，確保后澆混凝土能夠在干作業環境內進行施工。膠囊正常充水壓力0.3MPa，極限充水壓力1.2MPa，正常情況下可在水下大于16m深處工作。為確保整體式止水膠囊實現止水，設計要求鋼管復合樁豎向傾斜不大于1/400～1/320，樁中心平面位置允許絕對誤差小于150mm，各樁之間允許相對誤差小于50mm。若施工能采取其他可靠措施實現止水和后續工序，也可將上述精度要求降至常規要求。為確保實現上述施工精度和工期要求，設計提出了以下施工方案和保證措施：a.鋼管沉樁施工宜采用在定位船上設置的導向架和大功率液壓振動錘對鋼管進行振動下沉。b.三次定位措施：駁船首先采用錨索初定位；再下放4根錨樁將駁船定位；下放鋼管，樁底離泥面50cm左右時，通過導向架的液壓背板微調鋼管平面位置及傾斜率，進行精確定位。c.樁基施工采用可拆卸周轉使用的整體式裝配化鉆孔平臺（鉆機、泥漿池、沉淀池、鉆桿和工作房集成一體），以縮短海上作業時間、節約造價、降低風險。3.4預制墩身連接技術及?75mm預應力螺紋粗鋼筋研發全橋橋墩均采用工廠預制、現場安裝。其中，青州航道橋、江海直達船航道橋、深水區非通航孔橋的墩身根據吊裝能力采用節段預制，并通過預應力筋進行連接（見圖7），墩身接縫采用干接縫，設置匹配的凹凸剪力鍵，接縫處涂抹滿足技術要求的環氧樹脂。經技術經濟綜合比較，并重點考慮施工的可操作性、壽命保證的可靠性，預應力確定采用全螺紋粗鋼筋體系（見圖8）。由于受力所需及墩身斷面限值，粗鋼筋直徑需達75mm。鑒于《預應力混凝土用螺紋鋼筋》（GB/T20065—2006）最大規格僅50mm，為此，在廣泛調研國內外相關技術水平及市場情況的基礎上，確定采用?75mm預應力螺紋粗鋼筋（目前國內已研發成功并應用到項目中，鋼筋屈服強度830MPa，抗拉強度1030MPa）連接墩身節段。要求所采用的精軋螺紋鋼筋或滾壓連續外螺紋粗鋼筋均符合國內外相關規范規定的尺寸、外形及技術性能要求。連接墩身節段的預應力粗鋼筋采用“電隔離防護＋真空灌漿”措施進行防腐，并進行了詳細的防腐構造細節設計。圖7預制墩身及連接構造（單位：cm）Fig.7Prefabricatedpiershaftandconnectiondetailing(unit：cm)3.5大懸臂鋼箱梁耐疲勞結構設計技術全橋鋼箱梁梁高4.5m；箱梁設置邊縱腹板和中縱腹板。中縱腹板采用實腹式，但開設了聯通人孔方便出入，并聯通箱室內干空氣，利于除濕。為使箱室內部更加通透，采用了實腹式橫隔板和橫肋板交替布設的構造，通航孔橋橫隔板間距7.5m，深水區非通航孔橋橫隔板間距10m，中間每隔2.5m設置1道橫肋板。深水區非通航孔橋鋼箱梁橫斷面見圖9。在細節研究及疲勞驗算的基礎上，確定了鋼橋面板的細部構造：橋面板厚度≥18mm；縱向U肋間隔300mm、厚度≥8mm、內側彎曲加工半徑不小于5倍板厚；橋面板與縱向U肋熔透量不小于縱肋板2015年第17卷第1期31

免布置在輪載正下方；橫肋間隔≤2.5m；豎向加勁構件與頂板之間設置35mm的間距；對縱向U肋與頂板、橫隔板（橫肋板）之間的組裝、焊接及細部處理做了嚴格規定（見圖10）。理論分析表明，該構造能夠確保耐疲勞安全。進一步開展了試件疲勞試驗，對病害最突出的“橫隔板在U肋附近開槽處、橫隔板與U肋焊縫、頂板與U肋焊縫、U肋對接（栓接）”構造細節進行了疲勞性能驗證。試驗結果表明，構造完全滿足耐疲勞性能要求。3.6超大尺度鋼箱梁的制作與安裝深水區非通主梁架設采用大節段整孔逐跨吊裝方案，標準節段長110m，吊重約2300t，最長節段長133m，最大控制吊裝重量約2750t。通航孔橋邊跨無索區大節段長度134.5m，采用浮吊整體吊裝，吊裝重量約3580t。鋼箱梁結構規模及數量巨大，健康、安全、環保、制造標準、品質及耐久性要求高，為此實施了“全新的廠房、尖端的設備、先進的技術、科學的管理”的工作方針，大幅度提升“車間化、機械化、自動化”水平。通過“全面實現車間化作業、廣泛使用機械自動化設備、采用計算機輔助制造技術、世界先進的電弧跟蹤自動焊技術、反變形船位施焊技術、U肋焊縫相控陣超聲波檢測技術及信息化質量控制手段”，大幅度提升鋼箱梁制造質量水平。圖8Fig.8預應力粗鋼筋及體系Prestressingthickerreinforcingbarandsystem厚的80%；縱向U肋接頭采用高強螺栓連接，過焊孔長度80mm；橋面板的焊接利用X坡口或利用焊接墊板的V形坡口實施完全熔透焊接，接頭位置避圖9深水區非通航孔橋主梁橫斷面（單位：mm）Fig.9Crossctionofmaingirderofnon-navigationbridgeindeepwaterzone(unit：mm)32中國工程科學

圖10組裝、焊接、細部處理要求（單位：mm）Fig.10Requirementonconnection，weldinganddetails(unit：mm)對所有板單元均采用全自動化制造，主要體現在以下內容。a.鋼板下料采用空氣等離子及火焰數控切割機進行精密切割，切割設備同時完成自動劃線、標識噴寫。b.U肋加工：鋼板下料后，用雙面銑床加工邊緣，螺栓孔連接的U肋采用先孔法卡樣板制孔；在專用數控銑床上同時加工U肋兩側坡口，鈍邊尺寸精度達到±0.5mm，坡口角度達到±0.5°，最后在數控折彎機上軋制成形。c.U肋和板肋板單元組裝：采用自主研發的自動機床進行組裝和定位焊。首先進行焊縫部位自動打磨和除塵，再利用機械卡具進行U肋的自動定位和壓緊，保證組裝間隙小于0.5mm，采用日本先進的機器人焊接系統進行定位焊，實現U肋定位焊自動化，保證U肋坡口根部焊接質量。d.U肋和板肋板單元焊接：在反變形胎上焊接，通過自動液壓卡具預設雙向反變形，用多頭機器人焊接系統進行船位焊接，該機器人焊接系統采用世界技術先進的電弧跟蹤技術，實現對坡口根部位置偏差的自動化跟蹤調整，跟蹤進度達到0.2mm。配合反變形船位施焊技術，確保焊縫根部融合、內在質量、外觀成形及板單元焊后平整度，避免焊后矯正。e.橫隔板單元：在平臺上用專用焊接機器人系統進行施焊，大幅提升焊接質量和效率。f.棱角銑削：板單元焊接后，采用自動倒棱設備對非焊接自由邊棱角進行圓角銑削。鋼箱梁由板單元制成小節段，然后在工廠車間內整體組裝成大節段。小節段及大節段拼裝全部在廠房內進行。廣泛采用數字化焊機進行施焊。梁段在專業打砂、涂裝廠房內完成打砂、涂裝。鋼箱梁大節段通過船舶運輸至橋位，采用單臺或雙臺浮吊起吊安裝。3.7抗拉強度1860MPa斜拉索研發與應用江海直達船航道橋采用豎琴式布置的單索面，若采用1670MPa斜拉索，則規格超過《斜拉索熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術條件》（GB/T18365—2001）的最大規格；若采用1770MPa斜拉索，則也要用到《大跨度斜拉橋平行鋼絲斜拉索》（JTT775—2010）的LPES7-547規格。為減輕斜拉索重量，減小索體直徑進而減小拉索阻風面積，在廣泛調研國內外相關技術水平及市場情況基礎上，確定通航孔橋采用抗拉強度1860MPa的斜拉索。斜拉索采用平行鋼絲拉索，鋼絲采用7mm高強度、低松弛鋼絲，其抗拉強度≥1860MPa；屈服強度≥1660MPa；扭轉性能≥8次；成品索應力幅為200MPa（少數為250MPa），對應的鋼絲疲勞應力為360MPa410MPa）。鋼絲其余技術條件、冷鑄錨、內、外PE護套的技術條件均應符合《大跨度斜拉橋平行鋼絲斜拉索》（JTT775—2010）及《斜拉索熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術條件》（GB/T18365—2001）的要求。為進一步提高鋼絲表面防腐性能和斜拉索整體使用壽命，經綜合比較，確定鋼絲采用鋅-5%鋁混合稀土合金鍍層。3.8橋梁減隔震設計通航孔橋：對于塔梁非固結的青州航道橋和江海直達船航道橋，以降低結構地震響應為目標，研究選擇了主梁動力約束體系。青州航道橋在索塔與主梁間設置了帶縱向靜力限位功能的阻尼裝置，在輔助墩與主梁間設置了橫、縱向阻尼裝置，在過渡墩與主梁間設置了縱向阻尼裝置。江海直達船航道橋在三個索塔和輔助墩、過渡墩與主梁間設置了縱橋向阻尼裝置，在中索塔和輔助墩與主梁間設置了橫向阻尼裝置。以橋梁抗震性能分析為基礎，優選了阻尼裝置技術參數。非通航孔橋：由于地震動參數峰值加速度較大，連續梁橋橋墩處設置一般支座難以保證結構的抗震安全性及經濟性，為了降低結構的地震反應，確保結構安全，在各個橋墩處設置了減隔震支座，利用其良好的滯回耗能特性和自恢復功能，在強震作用下達到減隔震耗能的效果，使結構的地震反應得到了很好的控制。支座具有常規使用和減隔震功能，同時還具備在罕遇地震作用下防落梁功能；支座設計壽命為60年。進行分區段設計：深水區非通航孔橋的等寬段高墩區采用高阻尼橡膠支座，等寬段低墩區采用鉛芯橡膠支座及雙曲面球型支座，變寬段采用雙曲面球形支座。淺水區非通航孔橋2015年第17卷第1期33（

全部采用鉛芯橡膠支座。3.9鋼箱梁渦激共振抑制技術根據結構抗風性能試驗研究結果，大懸臂鋼箱梁在設計風速范圍內發生了渦激振動現象，且位移和加速度影響了橋梁結構安全和運營期間的舒適性。在給定結構設計方案的前提下，渦振抑制措施包括：安裝附加的主動或被動控制面（亦稱氣動措施）；增加結構阻尼（亦稱機械措施）。經對“欄桿上加導流板、加裝風嘴、對護欄進行不同程度封閉、主梁內設置調諧質量阻尼器(TMD)”方案進行同等深度的技術經濟綜合比選，推薦采用設置TMD方案。深水區非通航孔橋在每聯的次邊跨跨中均布置4個TMD，每聯共8個。跨崖13-1氣田管線橋在中跨跨中布置4個TMD。江海直達船通航孔橋為了制振第一豎向振型，在兩主跨的跨中均布置4個TMD，共8個；為了制振第二豎向振型，在兩主跨的跨中均布置4個TMD，共8個。研究提出了TMD的主要技術要求，包括：擺動質量（單個TMD質量）有3000kg、3750kg、4000kg、6250kg四種；質量塊最大位移±250mm、±300mm；阻尼比10%；安裝TMD后主梁結構的等效阻尼比應大于1%；阻尼常數、彈簧剛度、最大速度由制造商分析確定；TMD系統設計壽命要求與橋梁主體結構相同。3.10全自動、全覆蓋的運營管養設計與裝備基于“為用戶提供優質服務、需求引導設計、以人為本”的建設目標及設計理念，確定運營管養設施設備的設計原則：a.滿足各部位“可到達、可檢查、可維護、可持續性”，盡量做到易檢、易修、易維護。對于可更換、需定期養護部件，提供足夠的操作空間、操作平臺。b.管養設施設備做到全自動、全覆蓋。全橋主梁箱外設置檢查車，采用7000型航空鋁合金，全自動液壓控制。梁內設置檢查車（見圖11），采用7000型航空鋁合金，內設照明、空調、供氧和工具箱等人性化系統，具有重量輕、速度快、舒適性好等特點。索塔均設置內外檢修通道及平臺（設備）。以青州航道橋為例，在索塔下塔柱、中塔柱內設置樓梯，上塔柱設置爬梯，中上塔柱設置升降梯通道。鋼結形撐內設置爬梯，設置通道與塔柱內部相通。在下橫梁頂板、塔柱與下橫梁節點處、橋面處塔柱均設有人孔通道。塔柱頂部設置了頂板，設有人孔，可達塔頂及結形撐頂部。在塔頂設置了預埋34中國工程科學件，在結形撐頂設置了軌道，專項采購檢修維養設備，在通車前安裝并完成試運營。在運營期可實現對塔柱及結形撐外表的檢修維養工作。索塔外部檢修系統詳見圖12。對斜拉索在運營期根據需要購置附著式自動爬升機器人進行斜拉索表面狀態全方位檢查。在橋墩頂設置有檢修平臺，從檢查車和橋面進入墩頂，實施支座、伸縮縫及阻尼裝置的檢修和更換。圖11梁內檢查車Fig.11Inspectiongantryinsidegirder圖12索塔外部檢修系統Fig.12Checkingandrepairingsystemexternaltotower3.11基于120年設計使用壽命目標的結構耐久性設計[9]為保證主體結構的120年設計使用壽命，制定了總體保證策略包括：a.設計合理的結構；b.采用有利于壽命的高性能材料；c.采用“四化”施工方法；d.采用提升或者保障耐久性的防護措施；e.注重并改善利于耐久性的細節構造設計；f.加強運營期

管養、維護維修、更換等的考慮并制定有效措施。耐久性設計首先根據其所處海洋環境確定了工程環境分類與作用等級，基于橋梁主體結構120年的設計使用壽命需求，研究制定了各構件設計使用壽命；進而從原材料要求、各構件強度等級及氯離子擴散系數要求、各構件鋼筋凈保護層厚度、各構件裂縫寬度限制、各構件附加防腐蝕措施等方面開展了詳細的混凝土結構耐久性設計；從材料的選擇、表面防腐涂裝技術措施、內部除濕系統等方面開展了鋼結構耐久性設計；對所有附屬構件或附屬工程同樣開展了耐久性設計或提出要求。耐久性設計是一項系統工作，與結構、材料、工藝設計密切相關，且貫穿于建造、運營維養全過程，集宏觀和細節為一體，系統龐大、內容繁雜，以下簡介主要耐久性措施：a.鋼管復合樁采用高性能環氧涂層和犧牲陽極陰極保護聯合防護。b.預制構件下節段墩身全部鋼筋采用高性能雙層環氧樹脂涂層鋼筋，中、上墩身外層鋼筋及其拉筋、支座墊石鋼筋采用高性能單層環氧樹脂涂層鋼筋；現澆混凝土構件對索塔下塔柱及下橫梁的外層鋼筋及其露頭的拉筋、各類支座（阻尼裝置）墊石采用耐海洋腐蝕不銹鋼鋼筋。不銹鋼筋的綁扎鋼絲采用直徑1.2mm柔軟的不銹鋼絲。c.預制墩身內外表面、索塔、承臺外表面均采用硅烷浸漬。d.所有鋼結構均進行油漆涂裝防腐。其中，鋼箱梁外表面采用“環氧富鋅底漆+環氧云鐵中間漆+氟碳面漆”體系，內表面采用“環氧富鋅底漆+環氧厚漿漆+除濕系統”體系。4結語港珠澳大橋的綜合建設技術難度和水平是世界級的。如何建成“景觀美、品質高、壽命長”的精品工程，甚至成為里程碑式的經典之作，必須積極主動、因地制宜、實事求是地提升建設理念、踐行創新技術、深化細節設計，這是我國橋梁建設水平與發達國家的差距所在，也是努力的方向。為此，在總體設計理念指導下，開展了多項技術創新，以期為實現港珠澳大橋的宏偉建設目標奠定堅實基礎，并為國內后續橋梁工程提供示范。港珠澳大橋主體工程的橋梁工程于2012年5月開工，目前，項目施工正按計劃順利進行之中，預計2016年底建成通車。參考文獻[1][2][3][4][5][6][7][8][9]中交公路規劃設計院有限公司聯合體.港珠澳大橋初步設計[R].2009.中交公路規劃設計院有限公司聯合體.港珠澳大橋橋梁DB01標施工圖設計[R].2012.中鐵大橋勘察設計院有限公司聯合體.港珠澳大橋橋梁DB02標施工圖設計[R].2012.嚴國敏.現代斜拉橋[M].成都：西南交通大學出版社，1996.劉士林，梁智濤.斜拉橋[M].北京：人民交通出版社，2002.陳明憲.斜拉橋的建造技術[M].北京：人民交通出版社，2004.鐘善桐.鋼管混凝土中鋼管與混凝土的共同工作[J].哈爾濱建筑大學學報，2001，34(1)：6-10.韓林海，楊有福.現代鋼管混凝土結構技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2004.孟凡超，吳偉勝，劉明虎，等.港珠澳大橋橋梁耐久性設計創新[J].預應力技術，2010(6)：ignphilosophyandbridge’stechnicalinnovationofHongKong-Zhuhai-MacauBridgeMengFanchao，LiuMinghu，WuWeisheng，ZhangGejun，ZhangLiang(CCCCHighwayPlanningandDesignConsultantsCo.，Ltd.，Beijing100088，China)[Abstract]Thisarticleintroducestheprojectoverview，conlargescale，factoryproduction，standardiza-(下轉41頁)2015年第17卷第1期35

TechnologyandapplicationofChineelectronicdetonator（.，Beijing100085，China）YanJinglong[Abstract]SincethefirstapplicationinthecofferdamdemolitionblastingengineeringinThreeGorgesProjectofYangtzeRiverin2006，theelectronicdetonators’inherentcharactersandadvantages，suchassafety，reliability，accuracyandenvironmentalprotection，etc.，perdiscusdthetechnicaldevelopmentandthemarketapplicationsituationofChineelectronicdetonatorsthroughtherecenttenyears，analyzedthetechnicalperformance，standardsystemandintellectualpropertystatistically，summarizedtheindustrialgeneralizabilityandengineeringapplication，andlsly，withtherapiddevelop-mentofdomesticengineeringblastingtechnologyandthematurationofelectronicdetonatorproduct，theapplicationadvantagesandvalueofelectronicdetonatorshavebecomeincreasing-lyprominent，sothespringofelectronicdetonatordevelopmentinChinawillcomesoon.[Keywords]electronicdetonator；digitalelectronicdetonator；digitaldetonator（上接35頁）tionandasmbleline，theinnovativeconceptistakenasthegeneralprinciplefordesignwiththeemphasisondescriptionofthenewmaterial，newtechnology，licationofinnovativetechnologyhasprovidedasol-idfoundationandfavorableguaranteeforprojectqualityanddesignrvicelife.[Keywords]steeltubularcompositepile；methodofprefabricatedpierandpilecapembeddedbelowabed；?75mmprestressingthickerreinforcingbar；orthotropicsteelbridgedeck；stayedcablewithtensilestrengthof1860MPa；ismicisolation2015年第17卷第1期41