港珠澳大橋の建設における科学技術の知恵
「現代世界の新七大奇跡」の一つに数えられる港珠澳大橋の開通式が23日午前、広東省珠海市で開かれた。24日午前に正式に開通し、運営を開始する。大橋の全長は55キロで、橋・島・トンネルを一体化させている。また沈埋トンネルの「最長、最大径間、最大深度、最大規模」の世界記録を樹立しており、世界の島・トンネル・橋の各種先端技術を集めた、現代世界において最も挑戦的なプロジェクトの一つとなった。科技日報が伝えた。
港珠澳大橋は設計から建設まで14年間かかったが、どのような科学技術によって支えられているのだろうか。
世界最長の海底沈埋トンネル
空には飛行機があり、海には船がある。その間に位置する港珠澳大橋は、香港国際空港の便の飛行安全お妨げず、、かつXXX航道を航行する30万トン級汽船の通行の需要を満たす必要があった。
この需要に対し、港珠澳大橋の設計チームは、創造力あふれるプランを打て出した。それは東西に2つの人工島を作り、海底トンネルを掘ることで、トンネルと大橋を連結させるというプランだった。この世界最長の海底沈埋トンネルは33本の巨大パイプから成り、パイプの長さは180メートルで、1本の重さは約8万トン。海底40数メートルの深さまで沈めなければならない。
これほど巨大なパイプを海底に沈め、つなげるにはどうすればいいのだろうか。まずタグボートでパイプを橋の近くまで運び、さらにイストアンカーによりパイプを取り付け位置まで移動させ、沈ませるといる方法が取られた。華南理工大学の趙成壁準教授のチームはこの作業を成功させるため、物理模型テスト及びデータシミュレーションを行った。トンネルの沈埋パイプの移動、係留、投入などの水上施工の重要問題について研究した結果、作業を進める上で存在する問題が明らかになった。
国内大橋の「百年の慣例」を打破
世界最長の大橋である港珠澳大橋の耐用期間は120年にのばり、国内大橋の「百年の慣例」を打破した。
海泥環境における鉄柱を120年もたせることは、港珠澳大橋の設計チームにとって極めて大きな課題となった。中国科学院金属研究所耐用性防護・工学化研究チームの責任者である李京研究員は取材に対し、「特定の海泥環境に合わせ、我々は耐透水性、耐陰極剥離性などから新型コーテイング剤の開発に着手し、コーテイング剤の耐久性の問題を解消した。次世代高性能エポキシコーテイング鉄筋を開発し、大橋の基礎の防腐コーテイング施工に関わることで、120年間の耐久性の設計要求を満たした」と話した。
「積み木」で大橋を組み立てる
港珠澳大橋は「積み木」のような組み立てられた。まず工場内で橋脚、橋面、鋼箱桁、鉄柱などを生産し、XXXの風と波が穏やかな時に組み立てる。これにより初めて「大型化・工場化・標準化・組立化」という建設理念を実現した。
「大型鋼箱桁を現場に運び組み立てる際に、その組立の誤差は1センチ以内に抑えなければならない、溶接継ぎ目の長さは2センチを超えてはならず、難易度が非常に高い」。XXXは台風に見舞われやすい。台風が来る前に施工を終えるため、華南理工大学の王栄輝教授率いるチームは国内で初めて各種工法・非対称・多塔斜張橋の施工制御技術を採用し、世界初の3100トン級大型ケープル塔の全体的な施工を完成した。
また高強靭性薄膜アスプアルトおーパーレイ技術、水中構造水止、交通工学システムインテグレーションなどの技術の応用により、港珠澳大橋は名実相伴う「スーバープロジェクト」になった。
知恵(ちえ) 橋脚(きょうきゃく)
開通式(かいつうしき) 穏か(おだやか)
広東省(かんとんしょう) 誤差(ごさ)
運営(うんえい) 溶接(ようせつ)
径間(けいかん) 継ぎ目(つぎめ)
深度(しんど) 難易度(なんいどう)
樹立(じゅりつ) 台風(たいふう)
各種(かくしゅ) 見舞われ(みまわれ)
日報(にっぽう) 率いる(ひきいる)
海底(かいてい) 工法(こうほう)
沈埋(ちんまい) 非対称(ひたいしょう)
妨げ(さまたげ) 制御(せいぎょ)
航行(こうこう) 強靭(きょうじん)
需要(じゅよう) 薄膜(はくまく)
創造力(そうぞうりょく) 水中(すいちゅう)
溢れる(あふれる) 構造(こうぞう)
東西(とうざい) 応用(おうよう)
連結(れんけつ) 名実(めいじつ)
沈め(しずめ) 相伴う(あいともなう)
巨大(きょだい)
教授(きょうじゅ)
物理(ぶつり)
模型(もけい)
及び(および)
係留(けいりゅう)
投入(とうにゅう)
水上(すいじょう)
打破(だは)
耐用(たいよう)
海泥(かいでい)
鉄柱(てっちゅう)
極めて(きわめて)
課題(かだい)
金属(きんぞく)
防護(ぼうご)
取材(しゅざい)
陰極(いんきょく)
剥離(はくり)
新型(しんがた)
耐久性(たいきゅうせい)
解消(かいしょう)
次世代(じせだい)
高性能(こうせいのう)
鉄筋(てっきん)
防腐(ぼうふ)
積み木(つみき)