被称为桥梁界“珠穆朗玛峰”的港珠澳大桥正式开通了。这座自开工以来举世瞩目的大桥，全长55公里，创造了400多项新专利、7项世界之最。港珠澳大桥的建成凝聚了多个领域单位和无数科技工作者的心血，最终120年使用寿命的中国标准惊艳了全世界。那么港珠澳大桥是靠什么拥有了这120年的寿命呢？今天小编带大家简单了解矿冶领域为120年使用寿命作出了哪些贡献。
世界第一大桥
全长55公里的港珠澳大桥是世界上最长的跨海桥梁工程，也是综合建设难度最大、最具挑战性的超级工程。这座大桥，跨越伶仃洋，东接香港特别行政区，西接广东省珠海市和澳门特别行政区，首次实现了珠海、澳门与香港的陆路连接，极大地缩短了三地间的距离。通车后，驾车从香港到珠海、澳门所需时间从3个小时缩短至约45分钟。
港珠澳大桥海上主体工程长29.6公里，桥梁段采用钢箱梁结构，总用钢量达40余万吨，可用来修建近60座埃菲尔铁塔。港珠澳大桥的施工面临着极为复杂的自然环境：全年三分之二的时间里刮着6级以上的大风；每年约受到两次台风袭击；沿海或近海区域盐度高、腐蚀性极强。因此这对桥梁钢的高强度、可焊性、耐久性、疲劳性等提出了极为严苛的性能要求。
东北大学钢铁技术
港珠澳大桥主体工程离不开东北大学的钢铁技术，大桥大量应用了东北大学王昭东教授带领团队研发的基于新一代控轧控冷工艺的高性能绿色桥梁钢。
王昭东教授及其团队研发的新一代控轧控冷工艺，建立了以超快速冷却为核心的细晶强化、析出强化和相变强化的综合强韧化理论，使钢材组织细化35%以上，析出相尺寸减少25%以上，有效满足了桥梁钢高强度和高韧性的需求。
通过优化的成分设计+控制轧制+轧后超快冷冷却这套组合拳，王昭东教授及其团队在提高强韧性能基础上，降低了屈强比，满足了桥梁的抗震和抗应变设计。依托超快冷装备，采用在线热处理替代离线正火热处理，大幅度降低了碳当量，提高了焊接性能和韧性，解决了传统正火桥梁钢板焊后分层、韧性和表面质量差等系列问题，促进了高性能桥梁钢标准的升级换代。
新一代控轧控冷工艺的桥梁钢板在使用过程中性能稳定性良好，表现出优异的强韧性和焊接性能，钢板尺寸精度高，表面质量优良，各项指标均完全能够满足港珠澳大桥结构施工的使用要求。
中科院金属所耐久性技术
由中科院金属所材料耐久性防护与工程化创新课题组自主研发的新型涂层和阴极保护联合防护技术在港珠澳大桥工程中发挥了重要作用，满足了大桥120年耐久性设计要求。
港珠澳大桥的基础防护工程主要是对钢管复合桩的防腐施工，钢管桩位于海泥环境中，防腐涂层的破坏方式主要来源于打桩过程中的机械损伤、泥砂碎石磨划伤和泥下腐蚀因素的长期侵蚀、性能衰退等。
针对港珠澳大桥特定的海泥环境，中科院金属所开展了相关涂层的研发工作，通过调整涂层配方和改善涂装工艺，降低了涂层的吸水率和溶出率，有效提高了涂层的抗渗透能力，增强了涂层与金属的粘结强度。
仅仅依靠涂层防腐的防护手段想要实现120年耐久性设计要求是远远不能实现的，必须与阴极保护技术联合使用。为此，中科院金属所科研人员针对该腐蚀环境和结构特点，重点研究了钢管复合桩在灌入不同地质层后阴极保护面临的难题，采取巧妙方法，选取极端边界参数推算保护效果，即计算在土壤电阻率最大和最小两种情况下阴极保护的电位是否能达到保护要求，并将此作为类似工程阴极保护设计的一种手段，解决了复杂环境中阴极保护设计问题。
西南交大抗疲劳关键技术
港珠澳大桥采用正交异型桥面板钢箱梁，这种结构形式轻质高强、施工速度快，但是其板件构件及受力特性复杂，最大的问题是疲劳。西南交通大学在正交异型钢桥面板抗疲劳技术的重大突破最终解决了这一难题。
研究过程中，西南交通大学科研团队的成员们将重点聚焦在钢箱梁最容易出现疲劳的几个部位上。他们提出重中之重是确保在交变力作用下直接承受轮荷载的U肋和顶板之间焊缝的质量。
U肋和顶板之间的焊缝长达16米，要想保证百分之八十的熔透率，坡口钝边的精度是关键。为了得到精确的结果，团队成员进行了坡口钝边的小模型试验三个月的时间里，仅一个模型就制作了34次。随后成员们又进行了加速加载实验，截断试验件400万次加载，构件试验件600万次加载，整个实验耗时一年。
最终他们得到了精准的验证结果，成功解决了因疲劳导致的裂缝这一国内外钢桥行业共同的难题。
一项“超级工程”的背后是无数人的心血，一次次努力，一次次突破都为港珠澳大桥的正式开通作出卓越贡献。大家在为奇迹惊叹的同时，请不要忘记那些在背后默默奉献的科研工作者们！
资料来源于网络
采编/邱丹丹
推荐阅读
- 还没有人评论，欢迎说说您的想法！
长沙市工商行政管理局