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台湾海峡建跨海大桥 规划三条路线
2010-11-03  作者:东南早报  来源:东南早报 分享到:

台海通道三种方案示意图
台海通道三种方案示意图。

  “乡愁是一湾浅浅的海峡,我在这头,大陆在那头。”余光中的这首诗,两岸同胞都不陌生。让海峡变通途,如今已不再只是梦想。11月2日,第十二届中国科协年会第24分会场举行的“海峡两岸公路发展与安全论坛”格外引人注目。上海市政工程设计研究总院教授级高工、中国工程院院士林元培畅谈台湾海峡大桥全天候通道方案,引来众多媒体的关注。台湾海峡之间,到底能建起一座怎样的跨海大桥?大桥建成后,如果遇上地震或台风怎么办?大雾大风天气,如何平稳快速行车?这一系列令人好奇的热点问题,也是普通百姓心中最想解开的谜。

  台湾海峡建桥 大致有三条线路

  亲手设计台湾海峡建桥方案,一直是桥梁专家的梦想,林元培也不例外。“我们不仅要在台湾海峡建造大桥,而且还要让海峡大桥可以全天候通车,不怕大雾,不怕大风。为了这个伟大的工程,我们时刻准备着。”昨日上午,在论坛上,中国工程院院士林元培一边展示他为台湾海峡量身定做的海峡大桥全天候通道方案,一边动情地说。

  林元培说,按照他的设计,从大陆到台湾大致有三条线路,一是北线,即平潭-新竹;二是中线,即莆田-台中;三是南线,即厦门-高雄。“北线跨海线路为100公里左右,水深50-60米,但不超过80米,为浅海地区,为跨越海峡的桥梁工程提供了实施可能。”林元培说,据一些资料初步显示,北线区域埋藏的花岗岩、页岩等岩层较为完整,地震发生的可能性较小。而中线、南线的基本勘察资料,目前了解很少,对其工程实施的可行性尚难进行判断,因此他暂以北线平潭-新竹跨越海峡方案进行了深入的研究。

  建跨海峡大桥 技术上已成熟

  记者了解到,2005年11月在福州召开的第五届台湾海峡通道工程学术研讨会上,来自两岸的32名专家学者出席研讨会。据学者们介绍,探讨中的台湾海峡通道全长约125公里至150公里,是世界上最长、建设难度最大的海峡通道。其中北线方案是三个方案中最短的,且历史上该路线从未发生超过7级的大地震,被专家一致看好为台湾海峡通道的首选路线。

  “海峡两岸之间通道将来肯定不止一条,我提出的10车道100公里长的桥梁方案,2小时即可到达彼岸,是一条两岸比较便捷的交通捷径。这项工作在技术上虽有困难,但并不是太困难,技术上是可行的。”林元培认为,桥梁构造在水深40米以下,可采用梁桥、钢构、拱桥斜拉桥等形式。水深40米以上可采用悬索桥,其跨度不超过3500米。前几类桥型在国内有成熟经验,后者有先行的墨西拿海峡大桥3300米跨度的经验可参考。林元培认为,海上跨径要尽可能大,上部结构选3300米悬索桥

  英吉利海峡建隧道,直布罗陀海峡建隧道,墨西拿海峡建桥梁……参考世界各大海峡建设情况,林元培力主台湾海峡建桥梁,而且明确提出要建悬索桥。“建隧道的海峡水都很深,台湾海峡北线地区属于浅海地区,主张建造台湾海峡大桥。”林元培表示,以中国桥梁现有技术水平,可轻易攻克台湾海峡大桥难关。

  林元培说,随着大陆大跨度桥梁建设的材料、设计理念、施工工艺等领域不断地创新,建设台湾海峡大桥的技术已经切实可行。

  采用大直径桥桩 增强地震耐受力

  建设一座跨越台湾海峡的大桥技术已经没有很大的难度,但大桥建成后,怎么防范地震、台风呢?林元培说,对于地震,近年来已有实施直径5至6米桩的技术设备能力,为大型深水基础形式提供了更多选择。当受地震冲击力时,大直径桩比直径较小的桩有更强的耐受力。虽然如此,但大直径桩仍是易受破坏的部位,因此如何保护基桩不受破坏,仍是一个值得研究的重要问题。

  另外,在大海上经历海风冲刷,悬索桥钢主缆难免会腐蚀,如何防腐及换索也是一个令人棘手的事情。林元培说,按他设计出来的海峡大桥可能多达30孔左右,海上钢缆的防腐十分重要。“总不能因为有一孔索锈蚀把全部30孔左右的钢索都换掉吧!”林元培说,必须像斜拉桥那样,哪条拉索坏了就换那一根,只有这样建造悬索桥才可行。现在已有一些斜拉桥取得了有效置换处理,但对现有的悬索桥构造无法置换钢缆,所以必须革新现有悬索桥构造,使之达到可换索的目的。

  为此,林元培设计台湾海峡大桥时考虑了很多因素进去,特别是从安全、实用、便于实施等要求出发,对主梁在风力作用下变位的控制、索塔基础抗震、索塔深水基础设计与施工、主缆防腐与换索等,这些设计施工必须解决的问题,他都提出了相应的构思及对策。“可以这样说,现在设计的这个台湾海峡大桥基本在技术难题上获得了可以克服的方案。”

  车在“箱子”里开不怕浓雾和强风

  台湾海峡台风频繁,悬索桥不仅要考虑结构抗风稳定性,更要考虑如何保证桥上车辆行车速度。“例如在塔珂玛风毁的摄影纪录中,可以看到风毁时桥面倾斜达到近40度,即使此时结构不毁,但桥面倾斜40度,车辆能保证每小时60公里车速吗?”林元培说,所以采用什么构造措施,是他重点研究的问题。

  令人耳目一新的是,林元培提出的过桥方案很大胆,他提出了一个过桥车辆在浓雾、强风等恶劣气候条件下,都能安全、畅通的全天候通道方案。即将车道从开口桥面移至箱梁内,这样就可以不受浓雾、强风的影响,让车辆安全平稳地过桥,到达彼岸。通俗一点来说,也就是让过海车辆在一个长达100公里的“箱子”内运行,以顺利过桥,到达海峡对岸。

  “有了箱体运行的方案,对于雾和大风都影响不大了。”林元培说,比如大雾,如车道直接在主梁箱体内,则箱内空气相互隔离,冷、暖空气的温度、湿度缺少直接交换条件。因此即使桥址海域出现浓雾天气,箱体内除出入口可能出现很少的局部影响外,不会出现雾影响大桥通行的现象。

  “至于大风,箱体内行驶的车辆不受强风的直接影响,桥跨结构良好的抗风性能是抗风安全的基本保证。”林元培说。

  开车跨海去台湾 两小时可抵达

  这个“箱子”可不是简单的箱子,除了有可以正常行车的路,箱体内还可布置各种各样周密的交通管理设施,比如信号灯、标志标线、通讯、车辆运行监控等设施。如果箱内突发堵车、消防等事故,有先进的报警、救援及抗灾系统、措施。环境方面,还设有通风与空调、照明、供电、防水、给水、排水等各种各样先进的系统。

  林元培说,箱体结构构造方面,设计车速每小时60公里,按百年一遇风速参考设计。箱室净空,双向10车道,中间设2米隔墙(兼消防救生梯道),形成单箱二室;车道右侧设紧急停车带、箱室两侧均设有检修道;各箱室净宽23米、净高5米。箱体结构构造与箱内外各类设施、设备布置协调。

  通风与空调方面,将保证车辆在箱体内,空气及温度状况满足规定标准的范围;车辆堵塞时,能保证有效的通风功能;火灾事故发生时,具备防灾排烟、通风等功能,具备安全可靠的救生通道。

  这样的大桥一旦建造完工,按设计车速每小时60公里来计算,从福建省到台湾,普通人开私家车过去,两个小时就可以到达彼岸了,相当便捷。

  全天候低能耗 便捷通道不是梦

  林元培还谈了大桥设计的一些细节,他说过桥车辆一般从桥面上通过,改为箱梁内通过,主梁高度由3.5米增加至7.2米,估计结构布置可满足要求,耗用材料会有所增加,但可取得大雾、强风等不良天气条件下,仍可保证安全正常通过。

  为保证箱体内适宜的行车环境和车辆堵塞、火灾等突发事故的安全措施及相应设施,维护日常运营费用会有所增加。不过箱体外和上面有很大的面积,这些面积还可进行综合开发利用,如采取太阳能、风力供电。通风、消防等设施,均可多区段多点设置。在监控系统及时提供信息的条件下,可以较高效率地做出有效反应,保持较好的安全控制。

  因此,林元培认为,过桥车辆设置在箱体内,可取得全天候、低能耗的便捷通道方案,是可供比较、选择的方案。

  “不久的将来,全天候,低能耗通往海峡的另一端,这样便捷的海上通道不是梦!”林元培很有信心。

  人物资料:林元培


中国工程院院士林元培
中国工程院院士林元培。

  林元培,祖籍福建省莆田县西天尾渭阳村。1936年出生于上海,1954年毕业于上海土木工程学校。长期担任上海市政工程设计研究院总工程师、中国土木工程学会市政学会副主任。现任上海市政工程设计研究总院资深总工程师,1989年被建设部首批命名为“中国工程设计大师”。2005年当选为中国工程院院士。

  在40多年的桥梁工程设计和桥梁理论研究中,他设计或主持设计的大跨度桥梁达20余座,中小桥梁有上百座,涵盖了各种桥型,获得了无数的荣誉。
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