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“上天入海”,计量保障

信息来源: 发布日期:2019-12-12

计量对国防、航空航天等尖端科技的重要性,尤为突出。国防尖端系统庞大复杂,涉及的科技领域广,技术难度高,要求计量的参数多、精度高、量程大、频带宽。

201913日,中国航天嫦娥四号卫星探测器自主着陆在月球背面,成功实现人类历史上首次月背软着陆,开启了人类月球探测新篇章。

是计量,为人类探月的新篇章提供了精准测试保障。

“神州八号”与“天宫一号”对接,到“港珠澳大桥”,还有“嫦娥四号”自主着陆,无论是浩瀚的宇宙,还是蔚蓝的深海,计量之尺,堪当重任。

港珠澳大桥与计量的“亲密接触”

港珠澳大桥,是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,更是全国上下关注的焦点。520日是一年一度的世界计量日,这里就跟大家聊聊港珠澳大桥和计量之间的那些事

201752日,中国超级工程港珠澳大桥迎来重大节点——海底隧道实现最后对接,成功合龙,轴线、纵坡、艏尾高差等各项关键指标均满足设计标准。有一双眼睛始终注视着整个过程,这就是中国航空工业北京长城计量测试技术研究所(以下简称“304”)海底天眼”——沉管运动姿态实时监测系统。在整个海底隧道施工过程中,运用自主研发的沉管运动姿态监测系统全程对管节的运动位移和角度等姿态进行实时测量,成功破解了精度控制难题,保证了沉管隧道工程圆满收官。

世界之最+“世纪之难”

港珠澳大桥是国家重大基础设施项目,是集桥、岛、隧为一体的超大型跨海通道,投资超过700亿元世界最长的跨海大桥,世界最长的海底沉管隧道,世界上最长的钢结构桥梁。

想要实现这么多世界之最,必然要面对诸多的世纪之难。而这其中,最具挑战性的工程是海底沉管隧道建设工程。

5公里深水下精准安装“33个航母重量

全世界100多条海底沉管隧道,超过40米水深的不多,深水安装长度超过2公里的更少。港珠澳大桥的沉管隧道,长度超过5公里,要实现近50米深水处对接安装。这在全世界范围内尚属首次。

港珠澳海底隧道全长5664米,由33根沉管组成,每一节沉管有8万吨,沉管标准节长180米、宽38米,世界最大的美国尼米兹核动力航母满载排水量为9.1万吨,中国辽宁号航母满载重量6.75万吨,就是说,港珠澳大桥的海底隧道相当于放入33个航母重量的沉管

要将一节一节的沉管精确地沉入海底近50米深的基槽中,对接的误差不能超过10cm,现场实时监测误差不能超过1cm,整个过程受洋流、海啸等等各种影响,情况非常复杂。

国内尖端计量助力大桥建设

为了得到精确的实时对接监测方案,保证沉管过程万无一失,建设方开始在全球范围内,寻找解决之道。荷兰某世界著名隧道沉管浮运、沉放及对接专业公司开价近1亿欧元,按照当时汇率相当于10多亿人民币304所系统解决了水下沉管隧道管节对接过程中管节运动无法直接测量的难题,实现了超低频、微小振幅水下物体运动姿态的高精度测量。

目前国内外已有多条规划中的海底隧道,深海工程的需求也必将进一步催生测量技术的发展。上天入海,由蔚蓝迈向深蓝,计量测试必将继续在国防科技工业发展、国民经济建设和助推国家质量提升中发挥越来越重要的保障作用。