5つの世界記録を樹立！深セン中山大橋の背後にある超「知恵」を見る

編集者注

数百万のIPが科学技術を創造し、科学技術強国の夢を共同で構築します。科学知識を普及し、科学的精神を促進し、全人民の科学文化素質を向上させ、高度な科学技術の自立の実現を支援するために、中国科学技術協会科学普及部と人民日報は共同で「科学技術の道を目撃する」テーマレポートを企画・発表し、国家の科学技術戦略政策、重要な科学技術賞、「ボトルネック」の重要なコア技術などに焦点を当て、草の根レベルでインタビューや調査を行い、生き生きとした活気のある科学普及製品を次々と発表し、科学者の精神を力強く推進し、科学技術強国の建設に向けて大きな力を集めました。

深セン・中山水道は、深セン宝安と中山馬安島を結ぶ海上水道で、長さは約24キロメートルです。独特な「東トンネルと西橋」の設計により、まるで海から現れた龍が凌頂海峡を横切っているようで、広東・香港・マカオ大湾区の一体化発展におけるもう一つの重要なマイルストーンとなる。深圳中山水道は、7年間にわたる綿密な工事を経て、世界初の双方向8車線の鋼殻コンクリート沈埋トンネルを敷設しただけでなく、中国初の高速道路の海底インターチェンジと、世界最大スパンの完全海上鋼殻箱桁吊橋である深圳中山大橋も建設しました。

深圳中山橋の夜景。画像提供：深圳・中山チャネル管理センター

上空から見下ろすと、深圳中山大橋は波間に架かる虹のように見えます。深圳・中山大橋は珠江の河口に位置し、高温、高湿度、高塩分、頻繁な強風などの厳しい環境に直面しており、5つの世界記録を樹立しています。広大な凌霄に橋を架けるにはどうすればいいのでしょうか？スーパープロジェクトの背後にはどんなハードコアテクノロジーがあるのか​​？最近、記者は深圳・中山大橋の建設者たちにインタビューし、我が国が「インフラ中国」から「インテリジェントイノベーション中国」へと大きく変貌していることを実感した。

5つの世界記録を樹立した橋の傑作

深セン・中山リンクの建設当初、その設計はさまざまな観点から検討されました。水路の複雑さ、航空機の高度制限、航行許可、地質条件などを考慮し、「東トンネルと西橋」計画が最終的に決定されました。この計画は建設条件を満たすだけでなく、複数の産業の協調的な発展を実現し、安全リスクも制御可能です。

深セン・中山連絡道路管理センターの張昌良副所長は、「深セン・中山連絡道路は国家の重要プロジェクトです。その設計と建設は、国家の発展と珠江デルタ全体の発展の観点から総合的に検討する必要があります。私たちが直面している課題には、プロジェクトのコスト、建設期間、リスク、技術条件などがあり、これらすべてに対して最も合理的な選択をする必要があります」と語った。

深圳中山大橋は、深圳中山連絡橋の重要な一部であり、主径間が1,666メートルで、世界最大スパンの全海上鋼製箱桁吊橋となっている。主塔の高さは270メートル、航行限界高は76.5メートルで、洋上吊橋の最大スパン、最高航行限界高、最高主索線強度、最大洋上アンカー体積、最高フラッター試験風速など、5つの世界記録を樹立しました。 2024年4月、深セン・中山大橋は橋梁業界の「ジョージ・リチャードソン賞」を受賞しました。

安定性と安全性の建築モデル

深圳・中山大橋が当初の設計段階から完成、開通に至るまで成し遂げたすべての成果の背後には、橋の安定性と安全性に対する技術者たちのたゆまぬ追求があります。

強い台風が襲来すると、橋のデッキ付近に渦が発生し、周期的な上向きと下向きの吸引波と引っ張り波が発生します。波の周波数が橋自体の周波数と一致すると共振が起こり、橋がブランコ​​のように揺れます。革新的なチームは3年以上にわたって並行して研究を行い、新しい複合空気圧制御技術を開発しました。これにより、大スパン鋼箱桁吊橋の臨界フラッター風速が世界的に認められている毎秒70メートルから毎秒80メートル以上に上昇し、海外の権威ある結論を一挙に破りました。

「深セン・中山橋の設計・施工要件は非常に高く、我々が直面する最大の課題は台風だ」と深セン・中山連絡管理センター総務エンジニアリング事務所の陳環勇副所長は語った。 「橋がバタバタと揺れて不安定になるのを防ぐ必要があるため、継続的に空力テストを実施し、最終的にテストのバタバタの臨界風速は毎秒88メートルに達し、橋がレベル17以上の台風に耐えられることを確認しました。」

深セン・中山橋には2つの巨大な錨があります。各アンカーのコンクリート容積は約344,000立方メートル、重量は約100万トンです。これは現在、世界最大の沖合アンカーです。アンカーの機能は張力に耐えて橋を安定させることです。深セン・中山大橋の主ケーブルは、この 2 つの「重り」に結び付けられています。橋と橋床上の車両の総重量は10万トンを超え、これら2つの「導きの星」に依存しています。

陳煥勇氏は次のように紹介した。「吊橋は、主桁と吊り具が主ケーブルに吊り下げられた橋で、主ケーブルは橋全体の生命線です。深圳・中山大橋のアンカーは海面下約50メートルに位置し、100万トンのアンカーと岩盤の摩擦を利用して張力をバランスさせ、橋全体を固定しています。」

知恵と革新の工学的驚異

深圳・中山連絡道路の完成により、深圳から中山までの運転時間が2時間から30分に短縮されただけでなく、広東・香港・マカオ大湾区の文化と観光の融合が大きく促進され、地域の経済と文化の交流が強化されました。深圳中山連絡道路は開通後1か月で交通量が300万台を超え、珠江河口全体の交通量の約4分の1を占め、ベイエリアの人々を密接に結びつける重要な交通路となっている。

「当社の管理・制御プラットフォームは、状況認識、警告、予測モジュール機能の開発を基本的に完了しており、現在はシミュレーションアルゴリズムの調整と継続的な最適化を行っており、道路網全体の交通効率とインテリジェントな管理・制御機能を向上させています。」深セン・中山連絡道路ネットワーク派遣センターの徐先偉副所長はこう語った。

世界レベルの工学上の驚異である深セン・中山リンクは、革新的な技術と優れた構想により、粤港大湾区の急速な発展を推進するだけでなく、中国経済が波を乗り越えて前進するのにも役立っています。その物語は、主要なエンジニアリングビルダーに、科学と技術と知恵の道を前進し続けるよう刺激を与えるでしょう。

監査：

中央チャネル管理センター副主任エンジニア、陳月神氏

深圳中山リンク管理センター主任エンジニア事務所副所長 陳 環勇