21世纪桥梁工程步入了建设跨海连岛工程的新时期。港珠澳大桥于2009年12月15日动工建设；2017年7月7日，港珠澳大桥主体工程全线贯通；2018年2月6日，港珠澳大桥主体完成验收，于同年9月28日起进行粤港澳三地联合试运。
港珠澳大桥东起香港国际机场附近的香港口岸人工岛，向西横跨伶仃洋海域后连接珠海和澳门人工岛，止于珠海洪湾；桥隧全长55千米，其中主桥29.6千米、香港口岸至珠澳口岸41.6千米；桥面为双向六车道高速公路，设计速度100千米/小时；工程项目总投资额1269亿元
2018年10月23日，港珠澳大桥开通仪式在广东珠海举行。习近平出席仪式并宣布大桥正式开通。10月24日，港珠澳大桥正式通车。一桥飞架粤港澳，天堑十年变通途。港珠澳大桥的建成通车具有里程碑意义，在近十年的建造时期内，我国团队通过自主科研攻关，解决众多世界级难题，创造多项世界纪录，最终呈现出令世人惊叹的作品。
图1 港珠澳大桥
近年来，一批跨海的超大跨桥梁建设方案不断被提上议程，如我国琼州海峡、台湾海峡、意大利墨西拿海峡、印度尼西亚巽达海峡、日本津轻海峡等。悬索桥是跨海峡大桥常见的桥梁形式，而且不断在跨径上实现突破。1937年，美国金门大桥建成，主跨达1280米；1998年，日本明石海峡大桥主跨达1991米；2009年建成的我国舟山西堠门大桥主跨也达到1650米。 连接日本四岛和日本本土神户的明石海峡大桥，是迄今为止，世界上最长的一座悬索大桥，大桥中心跨度两公里，是之前跨度最大的旧金山金门大桥的两倍，其建造的难度也创造了人类桥梁史上之最。光前期的研究和准备就用了近30年的时间，主跨跨径达1991米，全长3911米，可承受8.5级强烈地震和抗150年一遇的暴风设计。大桥于1988年5月动工。1998年3月竣工，耗时近十年。施工则用了10年时间，总耗资高达43亿美元。日本明石海峡大桥目前已保持1991米的主跨世界纪录20年，至今未被超越。
图2 明石海峡大桥
意大利墨西拿海峡大桥1992年12月底提出的最终设计方案。它是一座主孔跨度达3300m的、破世界跨度纪录的特大悬索桥，钢加劲箱梁设计成飞机机翼形的边梁与机身形的中间梁，两岸地锚利用加固地基的方法隐埋于地表面下。两个边跨内只在塔旁局部区段内布置有竖吊索。大桥一旦建成，将大幅提高桥梁主跨跨径的世界纪录因而在相当长的一段时间内，这项史无前例的超级工程备受世人瞩目。
图3 连接意大利与西西里岛的墨西拿海峡大桥规划图
墨西拿海峡(Strait of Messina)，意大利语作Stretto di Messina，古拉丁语作Fretum Siculum。地中海中沟通第勒尼安海与爱奥尼亚海的海上通道。位于亚平宁半岛与西西里岛之间（东经15度35分，北纬38度15分）。从北到南长39公里，北宽3.2公里，南宽16公里，深274-1，100米。有希拉岩礁与卡里布迪斯大旋涡，加以水流湍急，航运有一定困难。主要港口有西岸墨西拿与东岸雷焦卡拉布里亚。西西里岛是地中海中最大的岛屿，面积2.57万km2，人口达500多万，东北隔墨西拿海峡与意大利本土相望，西南隔突尼斯海峡同北非对峙，扼大西洋通往黑海和经苏伊士运河达印度洋之交通要冲，战略地位可见一斑。
在过去的几十年间不断有人提出计划在墨西拿海峡上建造大桥以连接西西里和意大利内陆，但是由于经济原因和该地区属地震高发地带计划始终难以实施。
2005年10月13日意大利议会批准了贝卢斯科尼政府和意大利建筑商Impregilo之间的一项大桥建筑合同。如果大桥建成它将是世界最大的单拱悬索桥，单拱跨度3300米, 并将超越日本明石海峡大桥成为世界最长的悬索桥。工程将于2006年开工，计划于2012年完工，预计将达到60亿欧元。2005年，该工程以设计施工总承包的方式进行招标，由意大利著名的建筑公司——英波基洛公司（SpA）为主联合意大利、西班牙、日本等6家公司组成的联合体——欧联公司中标。2006年，墨西拿海峡有限公司和欧联公司签订合同，但由于时任总理没有批准修建该项工程，工程被搁置。2008年，新任总理上任后加快了该工程建设的实施进度。2010年到2011年，由欧联公司对墨西拿海峡大桥进行了详细设计。
经过多次方案研究和优化，在2011年确定了设计方案，选择了扁平多箱加劲梁作为主跨3300m的墨西拿海峡大桥的加劲梁截面形式。主缆跨径布置为960（西西里岛侧）＋3300＋810m（卡拉布里亚侧）。加劲梁跨径布置为183（西西里岛侧）＋3300＋183m（卡拉布里亚侧），铁路梁在桥塔处是连续的，公路梁则非连续，采用铰接。边跨只在近塔段布置吊索，前无先例。
墨西拿海峡大桥为公路铁路两用桥，采用三箱流线型截面，其中2箱供机动车通行，1箱供火车通行。公路桥部分为单向3车道(2条行车道+1条紧急通行道)，铁路桥部分铺设双轨，并在两侧分别设有人行道。结构中采用的流线型截面具有理想的气动性能。 另一方面，由于桥址位于地震活动频繁区，因此必须进行相应的抗震设计研究以确保桥梁的抗震稳定性。图4 墨西拿海峡大桥总体布置示意图
图5 墨西拿海峡大桥横截面及车道布置示意图
建造墨西拿海峡大桥这类工程必然存在许多困难，除了规模之大，更需要考虑海峡的地质特点。
第一方面，海峡本身的特点是深海床、强海流，海岸接壤着高山，对风速和风向有较强影响。大桥结构中采用的流线型截面具有理想的气动性能。加劲梁由三个分离钢箱组成，为了改善桥面系的气动性能，两个边箱设计了风嘴、三个单箱彼此分离后形成两道开孔。三个单箱均支撑于间距30米的横梁之上。
第二方面，墨西拿海峡是一个直接影响非洲和欧洲大陆板块运动的活跃构造区。非洲板块和欧亚板块的碰撞以每年大约1厘米的速度把西西里向西北推，把卡拉布里亚向东北推。在墨西拿海峡的水下有一个地震活动断层通过，这一断层曾在1908年引发了里氏7.5级的地震，引发的海啸高达12米，意大利沿海受到重创，8万人遇难，数十个小镇被毁。1995年，日本明石海峡大桥在建造过程中曾遭受一场地震的袭击，大桥虽然经受住了大自然的无情考验，但却被向前推了80厘米。可见，令人顾虑的主要问题是桥梁的抗震稳定性。虽然墨西拿海峡大桥的设计考虑了2000年回归周期地震影响，桥板包含液压减震器吸收地震冲击，但对于这个问题不得不应提出更多、更好的应对方案。
对于桥梁本身而言，墨西拿海峡大桥长且灵活，作用于主桥的载荷引起的结构较大的位移响应不容忽视。为了尽可能地降低伸缩缝处的纵向位移，以减少后期维护管理，桥面板与主塔的纵向与横向连接通过液压系统，限制常规荷载情况下桥面板的位移。液压系统的引入可以明显减小桥面板在伸缩缝处的纵向位移，同时也可以减小列车通过时桥梁桥面伸缩的累计位移。
当然，在施工方面，还需考虑桥塔基础与锚碇处的场地高差很大，西西里侧相差50m，卡拉布里亚侧高差超过西西里侧的2倍多，而且两侧均位于市区，施工场地受当地现有建筑的限制。事实上，对于这项史无前例的超级工程，锚碇、桥塔基础、桥塔、主缆加劲梁等在施工时也将面临更大的挑战。
图6 墨西拿海峡大桥地理图
2006年，在总理普罗迪任职时，该项目被取消。然而在2009年3月6日，作为一个巨大的新的公共工程计划的一部分，贝卢斯科尼政府宣布继续建设墨西拿海峡大桥，誓言出资130亿欧元作为桥梁的总成本，估计建成约为110亿欧元。此桥建成后是世界上最大的悬索桥，几乎是目前悬索最长的日本明石海峡桥的1.5倍。这座桥是全欧交通网络1号线的一重要部分。在2013年2月，该项目被再次取消。阻碍这一世界级工程推进的主要原因仍是资金问题，大桥预计造价约为117亿美金。由于意大利政府财政吃紧，墨西拿海峡大桥项目暂时还处于搁置状态。但这项已完成设计的3300米主跨的墨西拿海峡大桥，一旦建成后无疑将成为桥梁发展史上的奇迹。随着世界级重难点技术问题的解决，必将带动新工艺、新设备、新技术的持续革新，实现桥梁建设的新飞跃。
来源：智慧证书 发布于：2018-12-03