專利解碼“橋界珠峰”——港珠澳大橋

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來源：IP創(chuàng)新贏（ID：IP2win）

作者：蔡蕾 張成龍  審協(xié)北京中心化學(xué)部

原標(biāo)題：專利解碼“橋界珠峰”——港珠澳大橋【IP創(chuàng)新贏】

港珠澳大橋正式開通，這一歷時(shí)15年，被英國的衛(wèi)報(bào)稱為“新世界七大奇跡之一”的“超級(jí)工程”，其背后有哪些“超級(jí)創(chuàng)新”？讓小贏今天為你一一盤點(diǎn)。

先來一張大橋的全景示意圖

為什么說港珠澳大橋是橋梁界的珠峰？

用新華社發(fā)的這一組數(shù)字來告訴你！

為什么不一橋到底？要修海底隧道？

因?yàn)楦壑榘拇髽驒M跨伶仃洋海域中最繁忙的航道，目前已有10萬噸級(jí)的油輪在此通航，未來需滿足30萬噸的巨輪通行。如果一橋到底，那么就需要橋梁跨度很大，橋面凈高很高。

同時(shí)，毗鄰大橋的香港國際機(jī)場每天有超過1800架次的飛機(jī)起降，為了航空安全，不允許附近的建筑超過一定標(biāo)準(zhǔn)。

所以，修建隧道成了唯一的選擇。正是這樣的選擇，成就了無數(shù)建筑史上的奇跡。

借用人民日?qǐng)?bào)的圖，小贏帶你一一盤點(diǎn)這些奇跡以及奇跡背后的專利。

在制造人工島時(shí)，我國采用的是大直徑鋼圓筒快速成島技術(shù)，而該項(xiàng)技術(shù)中的鋼圓筒已經(jīng)獲得了國家發(fā)明專利(ZL201310371592.3)。

第一個(gè)巨型鋼筒插入海底

這種鋼圓筒有多大？

每個(gè)約500噸，最高的一個(gè)50.5米（相當(dāng)于20層樓高）。兩個(gè)人工島共用了這樣的鋼圓筒120個(gè)。使用該技術(shù)后，減少淤泥開挖量近千萬立方米，節(jié)約建設(shè)工期兩年多。

如此大規(guī)模的混凝土連續(xù)澆筑，傳統(tǒng)滑模澆筑技術(shù)是沒有遇到過的。在國家發(fā)明專利ZL201310629401.9中，對(duì)這種用于大體積隧道沉管整體澆筑的模板系統(tǒng)做了整體介紹。

在外海，將預(yù)制好的沉管隧道一段接一段的沉放安裝在已疏浚好的基槽內(nèi)，從而在海底建成隧道，被建筑領(lǐng)域人士稱為“全世界最困難、最復(fù)雜的技術(shù)”，目前只有極少數(shù)國家掌握。

沉管隧道用半剛性管節(jié)采用預(yù)應(yīng)力鋼束的設(shè)計(jì)，可以將多個(gè)管節(jié)逐段串聯(lián)起來，各管節(jié)段之間允許一定張開變形，同時(shí)，利用管節(jié)段之間的摩擦力及榫凸結(jié)構(gòu)所提供的抗剪力，可有效提高管節(jié)段的抗剪承載能力，從而使管節(jié)具有更好的適應(yīng)海底或河底地基的變形能力。

港珠澳大橋中使用的沉管每節(jié)重達(dá)8萬噸（你沒看錯(cuò)，是8萬噸）；要把如此重的龐然大物每一節(jié)準(zhǔn)確對(duì)接，分毫不差，每一個(gè)工程細(xì)節(jié)都有賴于中國工程人強(qiáng)有力的科技創(chuàng)新作為支撐。例如在國家發(fā)明專利技術(shù)ZL201310488492.9中，在節(jié)與節(jié)之間還用到了中國傳統(tǒng)的榫卯結(jié)構(gòu)。

在控制精準(zhǔn)沉放的過程中，國家發(fā)明專利技術(shù)（ZL201310004844.9）中公開了：采用無線通信控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙駁杠同步沉放的方法。上述方法使指揮人員僅在主駁船上就可獨(dú)自完成兩駁船的同步沉放過程；有效地保證了兩駁船動(dòng)作的同步性，提高了同步精度；減少了工作失誤，避免重大事故的出現(xiàn)，提高了工作效率。

沉管對(duì)接完成后的糾偏環(huán)節(jié)中，提出了利用千斤頂組在接合腔內(nèi)對(duì)待調(diào)整管節(jié)施加作用力的精調(diào)糾偏的方法。利用上述國家發(fā)明專利技術(shù)（ZL201310004844.9）有效減小了沉管在水下的糾偏難度，利用空氣壓縮裝置與接合腔相連接，將沉管調(diào)整到動(dòng)靜臨界狀態(tài)后，只需用較小尺寸的千斤頂組對(duì)沉管施加一個(gè)相對(duì)小的頂推力就可實(shí)現(xiàn)糾偏。

為達(dá)到設(shè)計(jì)壽命120年，能抗8級(jí)地震、16級(jí)臺(tái)風(fēng)、30萬噸巨輪撞等設(shè)計(jì)要求，港珠澳大橋采用了高阻尼橡膠材料的減震支座。

采用了該國家發(fā)明專利（ZL201410400945.2）技術(shù)的支座，能夠提供很大的水平限位力。減少了安裝部件數(shù)，節(jié)約空間，降低成本的同時(shí)更好的防止了由地震等荷載引起的結(jié)構(gòu)超量位移。

更難能可貴的是，大橋施工方案中融入了生態(tài)環(huán)保的元素，在設(shè)計(jì)和施工中盡可能的降低工程對(duì)海洋水文動(dòng)力和生物資源的不利影響。2018年6月，廣東省海洋與漁業(yè)廳發(fā)布的《2017年廣東省海洋環(huán)境狀況公報(bào)》顯示，珠江口水域棲息的中華白海豚在數(shù)據(jù)庫新增234頭，累計(jì)已識(shí)別海豚2367頭。與施工之初相比，被識(shí)別到的白海豚數(shù)量明顯增加。大橋建設(shè)實(shí)現(xiàn)了海洋環(huán)境“零污染”和白海豚“零傷亡”的目標(biāo)。

作為中國交通史上投資規(guī)模最大、技術(shù)最復(fù)雜、建設(shè)要求及標(biāo)準(zhǔn)最高的工程之一，港珠澳大橋是我國從“建橋大國”邁向“建橋強(qiáng)國”的一座里程碑。

如果你還沒去過港珠澳大橋，那就和小贏一起，用下面的這幅長圖來一起感受吧。

來源：IP創(chuàng)新贏（ID：IP2win）

作者：蔡蕾 張成龍  審協(xié)北京中心化學(xué)部

編輯：IPRdaily趙珍          校對(duì)：IPRdaily縱橫君

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