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海水這麼深,跨海大橋的橋墩是怎麼建造的呢?看完可算知道了
2024/01/02

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基礎設施建設,是一個國家經濟增長的基本盤。在整個世界經濟沉淪、每況愈下的今天,我國在基建方面取得了豐碩的成就。川藏鐵路、平潭海峽公鐵大橋、瓊州海峽跨海通道等等,是中國「基建狂魔」稱號的最佳佐證。各種超級工程遍地開花,但其中以跨海大橋最為耀眼,因其復雜的考慮因素、巨大的難度以及高昂的經費開銷,堪稱人類工程的巔峰之作。

然而,并非只有我國獨樹一幟。其他一些經濟比較富裕的國家或地區,如美國的切薩皮克灣大橋、日本的瀨戶大橋,同樣擁有令世人矚目的跨海大橋。修建跨海大橋的挑戰,在于橋墩需要打入腐蝕性較強的海水中,這無疑增加了工程的難度和復雜性。

跨海大橋的建設,既需要工程師們充分考慮水下的腐蝕情況,又需要他們面對海上風浪的考驗。

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這些工程只有仰仗堅韌的材料和優秀的設計,才能克服無情的海洋力量。更重要的是,在修建過程中,工程師們需要化解無數的技術難題,確保橋梁的安全和穩定。他們將所有計劃、施工和監督的細節凝聚為一,精心打造了一座座壯麗的跨海之橋。

跨海大橋的功效不僅僅是為了連接兩岸,更是為了連接人們的心。這些壯麗的工程,架起了人與人之間的橋梁,使得交往和合作變得更加快捷方便。從經濟角度來看,這些大橋無疑極大地促進了跨海地區的貿易與發展,將不同地域的資源和優勢進行了最佳的整合。

在我們常規的認知中,水泥的凝固需要在干燥清爽的環境中才能完成,但如果處于四面環水的情況下,水泥要快速硬化且無瑕疵,顯然超出了一般人的理解范圍。

對于在小河、小溪上修建橋梁,由于水流量較少的原因,我們可以采取斷流或先修筑圍擋的方式打造橋墩。

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然而,要在深不見底、波濤洶涌且海水具有一定腐蝕作用的海洋中修建一座連接兩岸的跨海大橋,就需要考慮多方面的因素。

港珠澳大橋是一個很好的例子。這座造價約720億元的大橋,將港珠澳三地的通行時間由原先的4個小時縮短到現在的大約40分鐘。杭州灣跨海大橋使得寧波到上海的通行時間壓縮到兩個小時之內,無需再繞道杭州。然而,由于修建的難度極高,一座跨海大橋需要數年甚至十幾年的時間來完成。以港珠澳大橋為例,它的修建工程耗時近十年之久。

港珠澳大橋猶如一條巨龍橫臥在伶仃洋上,傲然屹立。這座巨龍的修建工程于2009年開始動工,一直延續到2018年才完成驗收,整整花費了將近十年的時間。這十年間,建設者們經歷了無數困難和挑戰,他們不僅要面對海洋環境的腐蝕和波濤洶涌,還要應對復雜多變的氣候條件和海底地質情況。

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他們需要在潮漲潮退之間找到合適的施工時間,需要在浩瀚海域中找到合適的建設位置。他們需要應對海洋中的惡劣環境和不可預測的自然災害。所有這些困難都使得跨海大橋的建設成為一項艱巨且耗時的工程。

九層之台,起于累土。修橋就像修房屋一樣,需要一個堅實的基礎,才能夠穩固地立在土地上。對于鋪橋架路來說,最重要的是橋墩的耐久性。海洋環境與河流湖泊不同,它除了經常受到狂風巨浪的襲擊,還承受著海水的長期侵蝕。更不用說海底的幾十米淤泥,這些因素都對橋墩的穩定性提出了巨大的挑戰。

跨海大橋通常修建于兩座城市之間,兩者之間的距離并不會太遠。這不僅是因為沒有這樣的必要,還因為目前人類的科技實力尚不足以從東太平洋修一座能夠抵達西太平洋的跨海大橋。

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跨海大橋面臨的第一個威脅是海陸風以及隨之而來的巨浪。由于海陸的熱力性質差異,兩者之間會產生氣壓差,從而產生強烈的海陸風。盡管一般的海浪浮動不大,但當它們撞擊到橋墩時,它們勢不可擋,所產生的能量絕非可小覷的。雖然橋墩是為人類修建橋梁服務的,但在自然狀態下,它們不過是無限的海水中突起的障礙物,每天都承受著無盡的海浪沖擊。

九層之台,起于累土,跨海大橋的修建也是如此。無論面對何種困難和挑戰,只要我們堅持不懈地努力,我們將能夠突破一切限制,創造出更加令人矚目的奇跡。讓我們一同期待更多壯麗的跨海大橋的出現,見證人類智慧的杰作,以及我們對未來的無限期許。

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海水的咸澀充斥著腐蝕的力量,含有大量的鹽類物質和元素。而水泥的主要成分是氧化鈣和硅酸鹽等材料,其中還包括著不穩定的硫鋁酸鈣和氫氧化鈣。在不同的溫度和濕度條件下,這些物質會發生轉化,與海水中的硫酸鹽產生反應,從而引發膨脹的現象。這樣一來,橋墩的材質問題就變得異常嚴峻。

當海水裹著飛沫,帶著有害離子粘附在橋墩表面,無法輕易脫離。在陽光的暴曬、風雨的侵襲下,普通的混凝土只需要短短幾年的時間,便會變成不堪一擊的豆腐渣。即使是材質特殊的橋墩,面對這樣的考驗,也必須倍加小心。

海洋是一個濕潤的環境,要想在這樣的條件下使混凝土或水泥硬化,確實是一項艱巨的任務。倘若我們不能找到合適的解決方案,那麼面對海洋的惡劣環境,我們的橋墩就如行走在繃緊的鋼絲之上,每時每刻都面臨著崩潰的危險。

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人類的智慧卻從未停止探索與創新。在這千變萬化的自然世界中,我們必須與其相適應,尋找到一個在海洋環境中穩固耐用的橋墩材質。這需要科學家們的勇氣與智慧,以及技術的進步與創新。

在海水中建造橋墩的方法有很多種,圍堰法是一種填海造陸的方法,它的原理是通過設置障礙物將一處海水圍起來,形成一個封閉的環境。然后再利用大功率抽水機將中間的水抽離出去,使得封閉環境內沒有水。這樣一來,就可以在這個封閉環境內建造橋墩了。

雖然圍堰法是一種常見的方法,但它也會對當地的生態環境帶來嚴重的破壞。首先,圍堰法會改變原有的地形地貌,形成潛在的危險區域,可能會對當地的生態系統造成不可逆轉的損害。其次,圍堰法會導致水體污染,因為在抽水過程中,水中的污染物可能會被攪動和懸浮,從而影響到周邊的水質。

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同時,由于抽水過程需要一定的時間,這也會導致航道長時間被堵塞,給航運帶來不便。

另一種常見的方法是沉箱法。沉箱法最早應用于中國的錢塘江跨海大橋橋墩建設,并被中國橋梁建設專家茅以升推薦使用。相比于圍堰法,沉箱法對機械化的依賴度較低,并且不會過度影響航道的通行。因此,在中國建設跨海大橋的所有方法中,沉箱法占據了主流地位,并且被廣泛應用了幾十年。

沉箱是一種箱型結構,它頂部是封閉的,底部則沒有底板。由特殊的鋼筋混凝土打造而成,箱體內部包括氣壓室、作業室和井筒壁三個主要部分。井筒壁的下端有刃腳,并且內部設置有隔板。沉箱非常輕盈,甚至可以直接漂浮在水中。而且通過調節箱內壓載水的重量,可以實現沉箱的下沉或漂浮。

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用沉箱法建造橋墩的整個流程充滿著令人驚嘆的美妙,讓我們一同探秘這一壯麗景象。一座座開口向下的沉箱優雅地沉入海底,仿佛默默地向大海示威。隨即,高壓工具如魔法般將內部海水排空,將沉箱變身為一座堅實的基座。海水被明智地用力吸干,宛如工程師們和大自然合力完成的樂章。

工人們懷著憧憬和勇氣進入這個深邃的空間,他們是橋梁的創造者,是幻想與實踐的雙重旋律。他們以機械臂和半機械設備為良伴,在其中施工,挖掘。巨大的廢土被送出,仿佛一群倒退的雕塑家將沉重的石塊逐一安置在遠離海平面的藝術殿堂。

當自身重力和海水壓強共同奏響交響曲時,工人們風風火火地挖掘底部土石。空曠的沉箱自然地下降,不停沉浸在深邃之中。而在海的冰冷撫摸下,沉箱的一部分依舊堅守水面,為工人們傾注新的混凝土井筒。

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仿佛是奇跡的舞台,工人們接力演出,沉箱的深度逐漸接近預定標準。而在這漆黑的水下舞台里,沉箱將被完美封死,內部空間將被水泥填滿。如此一來,我們將邁向接下來的壯麗建筑。

而第三種方法——打樁法則散發著不同的魅力。打樁船的出現像是童話中的魔法,它輕輕擁抱著直徑1米和2.5米的鋼樁和混凝土樁,從水上直接打入約82米深的海底。這場視覺盛宴記錄了世界的極致之美。而更為令人振奮的是,這艘打樁船能夠根據海底的特征選擇不同的樁種,靈活多變。在港珠澳跨海大橋的建設中,每一個橋墩下面不再是孤獨,而是由幾根、甚至幾十根平行的橋樁支撐,宛如壯麗的交響曲,共同承載橋墩的壓力。橋梁的奇跡是科技的結晶,它創造出新的可能,也是對大自然巖石特征的智慧回應。

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在建設跨海大橋的過程中,橋梁建筑專家和工程師們面臨著巨大的挑戰。畢竟,一座堅固耐用的橋墩是保證橋梁安全的基礎。正如人們常說的「打鐵還需自身硬」,橋墩自身必須具備高強度和耐腐蝕能力。

海洋環境中充滿了各種離子,如果普通混凝土用于橋墩建設,無法有效避免離子對橋墩的腐蝕作用。因此,專家們選擇了一種致密性更高的材料來建造橋墩,以確保其長時間的使用和持久的穩定性。這種材料具有出色的耐腐蝕能力,能夠抵御海洋環境中的侵蝕,延長橋墩的使用壽命。

但僅有強大的材料還遠遠不夠,橋墩的鋼筋也需要進行防銹處理。這是因為鋼筋在暴露在風吹雨淋的環境中,容易遭受氧化和腐蝕,從而大大降低其承載能力。通過進行細致的防銹處理,鋼筋可以在橋墩中發揮更好的承載作用,有效保護整個橋梁結構的完整性和安全性。

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專家們在建設橋墩時還必須考慮到一個外力的影響,那就是來自過往貨輪或其他船只的撞擊力。一艘操作不當但又滿載的貨輪一旦撞上橋墩,無疑將對橋墩造成巨大的破壞力。因此,工程師們需要在設計和建設階段充分考慮撞擊力,采取相應的措施來增強橋墩的抗撞擊能力。這可能包括改變橋墩的形狀、增加防撞裝置等,以確保橋墩能夠經受住任何來自船只的挑戰。

打造一座安全穩固的跨海大橋需要不懈的努力和精心的設計。工程師們不僅要選用合適的材料,還要考慮到橋墩可能面臨的各種外力。只有在綜合考慮了材料的致密性、鋼筋的防銹處理以及橋墩的抗撞擊能力后,才能打造出一座真正堅固耐用的橋梁,為人們提供安全可靠的交通通道。

嚴禁無授權轉載,違者將面臨法律追究。

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