深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

热情的小狐狸 2024-08-09 21:38:35

本文内容均引用权威资料进行撰写,文末已标注文献来源及截图,请知悉。

在深圳湾大桥矗立的十二年后,一场看似平常的检修揭开了一个潜藏的危机。2019年2月15日,工程师在日常检查中发现了一件令人震惊的事实:一根关键的钢缆在不经意间断裂了。这根钢缆全长280米,位于P5桥墩的锚头,是保持大桥结构稳定不可或缺的部分。随后的调查显示,问题并非偶然,而是源自十二年前大桥建设期间的一个看似微不足道的细节。

桥梁梦想的起航

自改革开放伊始,深圳与香港两地的经济和社会纽带愈发紧密。随着90年代的到来,两地之间的人流、物流急速增加,对一个新的、更高效的交通通道的需求日益迫切。这种背景下,一个跨境大桥的想法应运而生。

1991年,深圳湾大桥的构想首次被正式提出。这一构想迅速引起了两地政府的高度关注。在那个时期,深圳正经历着前所未有的快速发展,而香港则已经是一个成熟的国际金融中心,两地经济互补性强,合作的潜力巨大。因此,一个能够促进两地更直接交流的实体连接显得尤为重要。

2001年9月,随着项目进展的加速,深圳与香港的技术团队开始了密集的技术协调会议。这些会议涵盖了从桥梁设计到建设的每一个技术细节,目的是确保大桥的安全性、稳定性及未来的使用效率。

在这一系列的技术会议中,每一次会议都是围绕着具体的技术议题进行的。首先,桥型的选择成为了讨论的重点。考虑到深圳湾的地理环境和水文条件,技术团队对比了多种桥型的优缺点。从斜拉桥到悬索桥,再到更为复杂的组合结构,每种类型都被详细分析其适应性与经济性。专家们利用模型和计算软件模拟各种桥型在极端天气条件下的表现,确保所选桥型能够抵御强风和地震等自然挑战。

接下来,材料的选择也成为讨论的焦点。由于深圳湾大桥的特殊位置,这座桥梁需要使用到能够抵抗海洋腐蚀的高性能材料。技术团队深入讨论了使用不锈钢还是碳纤维增强聚合物等新型材料的可行性。每种材料的耐久性、成本、以及维护难易程度都被仔细权衡。

防风和抗震标准是技术会议中的另一个关键议题。考虑到香港和深圳地区偶尔会受到台风的影响,桥梁设计必须能够承受强风的冲击。工程师们评估了不同强度的风力对桥梁可能产生的影响,从而确定了桥梁的结构需要达到的抗风标准。同时,尽管该地区地震活动相对较低,抗震设计仍然是必不可少的考虑因素。

在这些技术协调会议中,每个参与单位不仅仅是在分享自己的知识和经验,更是在积极寻找解决方案,确保所有技术问题都能得到妥善解决。经过数月的密集讨论和协作,深圳和香港的技术团队最终在所有关键问题上达成了一致意见。

施工里程碑的一一完成

深圳湾大桥的建设是一项技术和工程的巨大挑战,自2002年12月6日中国国务院正式批准该项目后,整个建设团队便投入到了紧张而有序的准备工作中。2003年8月28日,随着第一铲土的挖掘,这一宏伟的跨境交通项目正式开工。

建设这座全长5.5公里的大桥,工程难度也异常巨大。大桥设计跨越了深圳湾的宽阔水域,需要解决大量的地质、水文以及环境保护等问题。工程团队采用了多种高新技术和材料,包括特种混凝土和高强度钢材,以确保桥梁能够承受沿海地区的风力、潮汐和偶发的极端天气影响。

在桥梁的建设过程中,一个特别的技术挑战是如何在不干扰海洋生态的前提下,完成海底深基础的施工。工程团队使用了先进的水下打桩技术,每一根桩都必须精确到位,确保整个桥梁的稳固和耐久。此外,为了减少对海洋环境的影响,所有施工船只和机械都严格遵守环保标准,尽可能采用环保材料和低噪音设备。

随着工程的逐步推进,2006年1月20日,深圳湾大桥迎来了它的一个重要里程碑——桥梁合龙。这一天,最后一段巨大的钢桁架被精确吊装到位,整个桥梁的主体结构终于成功闭合。

合龙仪式当天,工程现场聚集了来自深圳和香港的数百名工程师、技术人员以及政府官员。巨大的起重机缓缓将钢构件吊起,随着各个部分逐渐对接,现场充满了紧张而期待的气氛。每个环节都需要精确计算和操作,以确保完美对接。最终,在众人的共同努力下,桥梁主体成功合龙,现场响起了长时间的掌声。

接下来的一年半时间里,工程团队专注于桥面铺设、安装交通设施、以及进行细致的安全测试。所有的设施和安全措施都按照国际标准严格执行,确保大桥的安全性能达到最优。

2007年7月1日,深圳湾大桥正式建成通车。开通当日,成千上万的居民和游客涌向大桥,亲眼见证这一历史性的时刻。

意外挑战与安全隐患

深圳湾大桥自建成通车以来,一直是深港两地交流的重要通道,然而在2019年2月15日的一次例行检修中,工程师们意外地在香港段发现了一项严重的结构问题。一根关键的外部钢缆发生了断裂,这根钢缆全长280米,断裂部位正位于P5桥墩的锚头位置,对大桥的安全运营构成了直接威胁。

当发现这一问题时,检修团队正在进行常规的桥梁安全评估。使用专门的检测设备,他们对大桥的每一部分都进行了彻底的检查。正是在使用声波检测设备进行桥梁缆索内部结构检查时,技术人员在数据反馈中注意到了异常信号,进一步的物理检查确认了钢缆的断裂情况。

技术人员发现每根钢绞线的断裂面都有均匀缩小的痕迹,这种形态在建筑学中被称为“杯锥形”,是典型的延性断裂特征。这一发现对调查团队来说是一个重要的线索,因为它意味着钢缆的断裂并非由于材质脆化或受力不均导致。

延性断裂通常发生在材料在持续的拉力作用下,内部结构发生塑性变形至最终断裂。在此案例中,钢缆表面覆盖的锈迹成了调查的焦点。正常情况下,钢筋在充满水泥的管道内应该是完全密封的,理论上说,这种环境不应存在任何导致钢筋锈蚀的条件。然而,现实却与理论相悖,钢缆表面普遍存在的锈迹表明有水分和氧气的渗透。

详细检查后发现,虽然钢缆被水泥浆包裹,但水泥浆在固化过程中形成的微小气穴成为了问题的根源。这些气穴在水泥固化后形成微小的通道,虽然肉眼难以察觉,却足以让空气和水分渗透进来。在钢缆与水泥接触的界面处,这些微小的空气和水分聚集形成了一个潮湿的微环境,为锈蚀提供了必要的条件。

进一步的分析显示,水泥中的碱性成分在某种程度上提供了一定的保护作用,减缓了钢筋的腐蚀速度,但长期的水分暴露和微量的碳酸气体的渗透(来自大气中的CO2与水反应形成的碳酸)逐渐削弱了这层保护。随着时间的推移,锈蚀逐渐侵蚀了钢绞线的表面,最终导致了钢缆的整体承载能力下降,出现了延性断裂。

背后的技术分析

经过细致的检查和分析,他们发现钢缆断裂的根本原因与12年前的施工过程息息相关,具体问题出现在P2与P3桥墩的浇筑环节。

在那个施工阶段,工程团队在P2与P3桥墩之间进行了大规模的水泥浇筑。由于这一区域的地形和结构设计的特殊性,水泥浆需要通过长距离的管道传输到指定位置。当水泥浆流到P5桥墩的锚头区域时,由于该区域相对较高,重力的作用导致水泥浆的流速明显减缓。

这种流速的突然改变在水泥浆中产生了强烈的冲击波。冲击波的形成使得水泥浆中的固体颗粒与液态成分发生分离,同时夹带了大量气体进入混合物中。这种不稳定的混合状态在水泥浆中形成了多个气穴。

气穴的存在是因为在冲击波的作用下,部分空气被困在了水泥浆中,未能及时逸出。这些气穴在水泥浆固化过程中形成了微小的空洞,破坏了整体的结构完整性。随着时间的推移,这些微小的空洞在结构内部逐渐扩大,影响了水泥管的内部密封性。

由于水泥管内部密封不全,长期暴露在潮湿环境中的水泥结构开始吸收周围的水分。这些水分在蒸发过程中留下了大量的盐分和其他可溶性杂质。这些杂质在钢缆表面积累,逐渐形成了腐蚀环境,侵蚀钢缆的材质。由于钢缆经常处于拉力状态,长时间的腐蚀显著降低了其承载能力和结构完整性。

随着调查的深入,事故调查团队发现,除了P5桥墩处的这根钢缆外,相邻的其他几根钢缆也出现了类似的腐蚀迹象,虽然没有到达断裂的程度,但同样需要紧急处理以防患于未然。基于这些发现,调查团队推荐了一系列的维修和加固措施。

为了彻底解决这一问题,维修团队采用了特种抗腐蚀材料对所有受影响的钢缆进行了表面处理。此外,他们还对水泥管内部进行了重新密封处理,以防未来再次出现气穴和水分渗透问题。

参考资料:[1]马卫东.深圳湾大桥海上悬臂拼装连续梁施工技术[J].国防交通工程与技术,2008,6(4):51-5366

91 阅读:87623
评论列表
  • 不戒 78
    2024-08-10 11:22

    牛逼,这才是真正的科学技术,把形而上的科学原理应用到工程实际中解决实践问题,非常接地气,比束之高阁的学术报告强!

  • 2024-08-10 16:28

    现在自媒体扯得真远,干脆从辛亥革命说起得了

    用户11xxx93 回复:
    我都是拉到底下再看[得瑟]但是不妨碍有的人认真看完
  • 2024-08-10 18:04

    后期的拉索桥钢缆采用自动强度检测技术,连续动态检测每一个钢缆拉索的受力状态;一旦出现数据异常系统立即报警并提供精准的异常点位。

    用户72xxx57 回复:
    声发射在线监测定位技术
  • 2024-08-10 12:12

    该不会是偷偷使用了海砂吧!珠三角很多海砂楼的[哈哈笑]

    用户14xxx15 回复:
    这你都知道,不要说出来,
    用户15xxx79 回复:
    如果用海砂,不出三年就断了。
  • 大锋 38
    2024-08-10 08:37

    深圳限行的,我等民不去[笑着哭][笑着哭][笑着哭]

    大大的嘴巴 回复:
    已经很堵了,别来[呲牙笑]
    半马选手 回复:
    你就这水平了
  • 2024-08-10 21:59

    废话一堆,问题解决没有?

    笑看天下风云 回复:
    没耐心看全文直接看最后
  • 2024-08-10 06:27

    为工程师及时发现安全隐患点赞👍

    村长都嫉妒我会上网 回复:
    得工程师为安全考虑啊!
  • 2024-08-10 22:21

    哈哈使劲贪

  • 王生 13
    2024-08-10 17:22

    技术问题,不要过来巧滤新技术达到创新,一是要实用。

  • 2024-08-11 12:56

    对中间钢筋体或外围钢体包围持续或间隔式一个周期震动怎么样?

  • 2024-08-10 22:02

    超重所致

  • 2024-08-10 11:43

    问题出现后技监分析到位后,但之前验收的技监又怎么了。

  • 2024-08-10 22:18

    改革春风吹满地 深圳湾大桥真神气 一根钢索断而已 安全问题没咋地!

  • 2024-08-10 12:07

    感谢编者为我打开一扇门[作揖]

  • 2024-08-10 21:52

    以前桥梁钢索都是从日本进口的,现在不知道是不是国产化了。

  • 2024-08-10 06:19

    科技人员重大责任感是支称中国重大工程质量的坚强保证。

  • 2024-08-12 15:05

    偷工减料,施工没按要求做好

  • 2024-08-10 08:43

    哈哈哈哈[呲牙笑]

    ken 回复:
    细细长长吃,复方
  • 2024-08-10 18:41

    基建我们是标准

  • 2024-08-12 16:33

    啰嗦的太多了!

  • 2024-08-11 13:51

    难得见到這類能用数据表述的文章了,現在報導界需要这些,人们才能了解真實的东西

  • 2024-08-12 12:23

    省钱的新理由

  • 2024-08-12 16:53

    查,谁修的。

  • 2024-08-10 08:41

    钢质问题吧?

  • 2024-08-10 21:51

    这才是真正的科学

  • 2024-08-12 11:33

    啰哩啰嗦屁话一堆,东拼西凑大杂烩,不懂装懂胡言乱语,缺德自媒体烂文最可恨,为凑流量不择手段!

  • 2024-08-12 14:34

    投资费用和使用年限,安全性和易维护是桥梁设计的重要点,那些世界第一高,第一长,第一险少涉及

  • ken 1
    2024-08-12 19:20

  • 2024-08-13 08:37

    所有大型基建,后期集体暴雷。[笑着哭][笑着哭][笑着哭][笑着哭][笑着哭]

  • 2024-08-14 19:18

    图文并茂,分析过程详细,学理工科出身的喜欢看,学文的估计看不懂。[呲牙笑][呲牙笑]

  • 2024-08-12 16:08

    国庆献礼