舍直取弯?跨海大桥为何不修直,修成直的不是更省钱吗?

科学怂哥 2024-06-17 07:14:34

跨海大桥为何不修直?甚至有工程师直言:修弯比修直更省钱,那这到底是为什么呢?

跨海大桥修弯原因

纵观全球的跨海大桥,中国的港珠澳大桥、日本濑户大桥、美国的切萨皮克湾越洋大桥,都是呈“S”型建造在大海之上,没有一条是直的。可能会有人说,这不就是和高速公路弯曲是一个道理吗——为了避免驾驶员视觉疲劳,这的确是跨海大桥弯曲的原因之一。

但更重要的是为了节省建设资金和安全,那是不是有人奇怪了,明明两点之间直线最短,为何说弯弯曲曲更省钱呢?

为何大桥修弯更省钱

我们就拿港珠澳大桥来说吧,工程项目总投资为1269亿元,在这个项目中,技术要求最高的莫过于海底隧道工程,由33节巨大沉管连接而成,每节8万吨重的沉管需要在几十米深的海底精准对接,让我国还专门研发了“一航津安1”运输船等等。

但建造更难、投资最多的其实是——大桥桥墩。我们要知道,港珠澳大桥的最大水深超48.5米,平均深度为37米左右,再加上需要为大桥预留的通航高度以及每个桥墩基桩的建造都需要深入海底百米。

然而海洋的底部却并不平整,就像是起伏的丘陵,地质更是不一,有坚固的基岩、也有疏松的淤泥、更有断裂带,要想建造牢固的大桥,必须要将桥墩的桩打入到基岩之中才可以,如果要按直线修建,遇到淤泥地质,每个桥墩还需要继续向下寻找坚固的基岩,基桩加上桥墩的高度甚至可超两百米,这样一来,一根桥墩的制造和运输成本能达千万元。

而港珠澳大桥可是有224根桥墩,算下来可真的是一笔不小的数目,所以在工程师的勘测之后,桥梁的走向都是根据海底最高的基岩位置对应的,高度的缩短也可以大大减少桥墩所需的水泥、钢筋等材料,建造成本自然也就降下来了。数据显示,港珠澳大桥最深的桥墩为95米,每一个桥墩的成本造价均不低于500万元。

接着再来说说安全性问题,海水是一种流体,它永远是处于不停地运动的状态之中,那么势必会对大桥的桥墩产生作用力,由于这些作用力来自于不同的方向,直线桥梁的每一个桥墩,都会受到频繁地冲击力,长此以往,冲断也不是不可能。

但如果将其设计成“S”型曲线,可以通过引导水流减少对桥梁的伤害,海浪冲击的也只是突出的那几根桥墩,从而将冲击力分散。

这也是为何港珠澳大桥会有72根专门用来承重的桥墩,单个桥墩最重可达3510吨。这些桥墩还专门采用了抗腐蚀性能好的高性能混凝土以及大直径厚涂层环氧钢筋加工技术,使用的预应力粗钢筋,还是世界上首次大批量采用最粗的钢筋,直径达75mm,都是为了提高桥墩的耐久性,从而为港珠澳大桥打下了坚实的根基。

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