巧奪天工:海洋工程與海港20(1 / 2)

第四章 聲名卓著的海洋工程 未來的亞洲第一“東方大橋”

1999年6月1日,我國華東地區第一座特大型跨海大橋——朱家尖海峽大橋勝利建成通車。大橋跨跨越舟山與朱家尖島之間的普沈水道。舟山群島地區將有6座跨海大橋聳立在海上,溝通寧波與舟山本島,途中經過黃蟒島、金塘島、冊子島、裏釣山、富翅島等島嶼。這6座跨海大橋分別是蛟門大橋、金塘水道大橋、西堠門大橋、嶺港大橋、響礁門大橋和桃天門大橋,總長11000米。該計劃還包括建設長達870米的隧道,總投資預計60億元。

瀨戶內海大橋,是一座鐵路和公路兩用橋。1979年1月動工,1988年4月建成,共耗資100多萬億日元巨款。該橋橫跨日本瀨戶內海,共連接5座小島,全長37.3千米,海麵部分長13.1千米,橋麵離海麵高度8.5米,是目前世界上最長的鐵路、公路跨海大橋。大橋分上下兩層,上層有4條汽車道路,可允許時速為100千米、載重43噸的大型載重汽車通過;下層是雙線鐵路,火車時速可達120千米,載重1400噸。火車通過這座大橋,從東京可直達北海道首府及四國島。

西班牙專家最近建議,在直布羅陀海峽上修建一座長達27千米的跨海大橋。預計投資1萬億比塞塔(西班牙貨幣),用5年時間建成。該橋寬40米,有2條火車道和3條汽車道,橋離海麵距離為100米。這座大橋的建成,將有力地促進歐非兩大洲經濟、貿易交往和發展。

日本最近又提出了在東京灣口、紀淡海峽、伊勢灣口、豐予海峽、旱崎海峽和長島海峽,建5座海峽大橋的新構想。

近年來,我國跨海大橋的建設取得顯著成績,較著名的有遼寧海城跨海大橋、廈門大橋和女沽山大橋。其中廈門大橋總投資1.4億元人民幣,1987年動工,1991年5月建成通車。該橋由47對矩形橋墩撐起,橫貫高崎、集美之間,全長6599米、寬23.5米,雙向4車道,日通車2.5萬輛,可抗8度地震和12級強風暴,是目前我國最長的公路橋,也是我國第一座海峽大橋。該橋是我國首次采用海上大直徑嵌岩鑽孔灌注樁施工法及應用滑移式鋼模架設備,它所選用的預應力係統材料具有國際先進水平。

防波堤——海港興盛的前提

為了適應海洋的環境,有時還需改造與改善局部海洋“小環境”,形成海港工作條件,發揮海港功能,常采用防波堤、碼頭、修造船設施等三種主要水工或海工建築物。防波堤就是為防禦波浪入侵掩護港口水域的必要設施,有時也能防禦泥沙或冰淩入侵,減輕其對海港造成的危害或影響。防波堤常成為興建和發展海港的前提與關鍵,防波堤的建造技術一直是國際海岸工程界重視的研究課題。

在港口海域的外圍防禦波浪的防波堤,其本身首先要承受波浪的強烈作用,建築物的造價是十分昂貴的,隨著港口水深的增加,還要成倍地提高。近數十年來國內外研究成果多,技術進展很快,中國也處於國際先進行列。

我國沿海的漁港

據2002年我國全國沿海漁港普查結果顯示,我國的沿海漁港共有1484個,其中一級漁港82個,二級漁港148個,三級漁港81個,未評級的漁港(含自然港灣)有1173個。全國漁港水域總麵積為18億平方米,可容納50噸及以下船舶61萬艘,50噸以上船舶22萬艘。

防波堤的類型應根據所在海域的工程水文和工程地質條件來確定,並須滿足強度和穩定性方麵的要求。防波堤的結構一般可分為重型和輕型兩類:前者是傳統和常用的防波堤型式,包括斜坡堤、直牆堤和混成堤等,後者是20世紀後半期才發展起來的,根據波能集中於水體表層的特點,結合工程的特殊需要而研究出來的各種輕型防波堤,如透空堤、浮堤、噴氣堤和射水堤等。

1.斜坡堤

重型防波堤都是依靠堤身的實體與自重來抗禦波浪,故也稱為重力式結構。斜坡堤與斜坡式海堤相類似,斷麵多呈梯形,以拋石形成,能較好地適應軟弱地基的變形,但承受的波浪荷載比海堤要大得多,外海一側堤坡直接承波浪的強烈作用並須消減來波的能量。波浪在斜坡上常發生破碎,給坡麵帶來正向和反向波壓力、上爬和回落的往複水流等持續影響,故堤坡在波動幅度範圍內需采用大塊石以防止波浪破壞。波浪破碎後,部分水體沿堤坡繼續向上爬升,堤頂標高常根據其上爬高度和容許漫越堤頂水量來確定。天然開采的大塊石,其重量有一定限製,且大塊石的數量也是較有限的,難於采用,用於鋪拋作堤外坡護麵時常不能抵禦較大波浪的襲擊。工程上現常采用預製混凝土方塊和各種人工異形塊體,作為護麵。應用最多的異形塊體是四腳錐體、工字體、四腳空心方塊等。由於異形塊體護麵糙率及滲透性大,消浪效果好;塊體間有較好的嵌固作用,穩定性好,所需穩定重量小;護麵上波浪爬高小,所需堤頂標高低,堤身斷麵也小。斜坡堤內側堤坡護麵應與港內波浪相適應,一般較小,有時要考慮外海一側越浪水流的影響。