交通强国建设试点调研：悬浮隧道技术取得多项创新成果、三峡水运

　　大桥中间的桥墩要承受50万吨的荷载，几十年后的沉降量是多少？能否满足建造条件？

　　港口防波堤在台风天气能承受多大的台风浪？防浪建筑物应该满足什么样的建造条件？海上风电单桩应该采取怎样的防护措施……

　　今年是党中央、国务院印发实施5周年。近日，探访期间
 

　　波流共同作用下悬浮隧道整体水弹性试验

　　
悬浮隧道已取得多项科研成果

　　在悬浮隧道试验水池旁，工作人员向什么是悬浮隧道？悬浮隧道又称阿基米德桥，是利用浮力原理悬浮在水中的一种大型交通结构建筑物，是继跨海大型桥以及海底沉管隧道后，又一种未来交通强国建设中能够实现深海峡湾通行的交通方式。

　　之所以说是面向“未来”，是因为悬浮隧道的概念已经提出40多年，但目前尚未有建成的先例。天科院悬浮隧道研究实验室负责人、研究员阳志文对以琼州海峡为例，不管是传统的建跨海大桥还是沉管隧道，难度都非常大。“海水太深，建桥就要建特别深的桩基，而深海桩基本身的安全性、稳定性都存在问题，还有被船撞的风险，同时桥梁还要面临大风大雾影响。”阳志文解释，沉管隧道除了要面临深海水压的考验以外，施工和建设难度也很大，建设成本非常高。

　　悬浮隧道实验室 他举例说，港珠澳大桥有6.8公里的海底建设部分，其沉管接口精度要求是厘米级的，每一节沉管在海底承受的重量在8万吨左右，相当于一艘航母的重量，这些沉管的预制、运输以及基础处理的成本都非常高。

　　但如果未来能够攻克海底悬浮隧道理论体系和关键技术，综合建设成本就有望下降。

　　后续的研究将聚焦于深大海峡超长跨悬浮隧道的设计与分析方法，形成具有我国海峡特色的设计理论与标准体系，有关的数值分析与试验研究工作正在有序进行中。

　　
正对三峡新通道选址方案进行优化

　　在距离悬浮隧道模型不远的地方，就是三峡枢纽水运新通道整体物理模型。整个模型面积大约4500平方米，模型几何比尺为1：100，共模拟三峡大坝上下游河段约14.5公里。

　　三峡枢纽是目前世界上最大的水利枢纽工程，在航运方面，三峡枢纽的建设显著改善了宜昌至重庆660公里航道的通航条件，万吨级船队可直达重庆港。为了满足船舶过坝需要，三峡枢纽目前有双线五级船闸和升船机两类通航建筑物。

　　天科院内河港航研究中心负责人、研究员张明进介绍，近年来，船闸管理部门尽管采取了多种积极措施挖掘现有船闸潜力，但现有挖潜最多只能达到1.7亿~1.8亿吨左右的能力。而根据相关单位的最新研究成果，到2035年，预计三峡船闸通过货物需求将达到2.2亿吨以上。在这样的背景下，研究三峡水运新通道显得极为迫切。

　　三峡枢纽水运新通道整体物理模型 “水运通道建设关键技术研究”是天科院承接的另一项交通强国建设试点任务。张明进表示，新通道的位置选址在现有五级船闸的左侧。“目前，我们这个模型主要研究新通道船闸线路布置、船闸进水方式、通航条件以及新通道船闸与现有船闸和升船机的相互影响等关键技术问题。”

　　期间，模型试验人员启动了一艘万吨级的船舶模型，可以见到船舶正缓缓向前驶入船闸。张明进介绍说，在此过程中，除了观测船舶的航行状态外，还需要模型上布置的众多仪器设备进行水位、流速等水流条件测量，同时还要利用无人机来捕捉现场试验的流场情况等。

　　
智慧化融入每一项试点任务

　　在调研中，令天科院院长戴明新对天科院副院长冯小香向走过一部螺旋状楼梯，
 

　　船舶仿真模拟器正进行恶劣天气下的仿真模拟试验 冯小香告诉冯小香提到，船舶能否顺利进出三峡水运新通道的引航道，能否顺利待闸，需要通过反复的船舶仿真模拟试验来进行模拟和研究。主要是对船舶不同极端或复杂通航工况下航行状态进行模拟，看船舶能否顺利通过研究河段。

　　天科院通航保障中心负责人、研究员马殿光告诉“不仅如此，我们在屏幕上看到两侧还有其他一些船舶。”他指着屏幕上对面驶过来的两艘船说道，“这两艘船会跟我们这艘船交会，这两艘船的行驶轨迹目前正在另外两个实验室内由资深船长进行实时操控，所以它是一个真实的会遇模拟。我们在真实通航环境以及高精度预报的通航环境中，能够同时进行11艘区域通航模拟，目前国内只有我们能做到，这也是这个模拟器的特点之一。”