珠江口開闊水域，一座全長24公里的超級跨海工程——深中通道，在高溫、高濕、高鹽的惡劣環(huán)境中巍然屹立。這項連接深圳與中山的粵港澳大灣區(qū)核心交通樞紐，不僅創(chuàng)造了多項世界紀錄，更展現(xiàn)了中國工程技術的卓越成就。
在這場工程建設奇跡的背后，激光技術作為關鍵支撐力量，以前沿的“制造者”和“守護者”雙重身份，從構件精密制造到全生命周期安全監(jiān)測，為這項世界級工程提供了全方位保障。
深中通道的建設難度舉世罕見。其懸索橋采用主跨1666米的世界最大跨全離岸海中方案，橋面高達91米，地處強臺風頻發(fā)區(qū);而海底隧道則是世界首例雙向八車道沉管隧道，每個管節(jié)都是巨型的鋼結構與混凝土復合體。
工程面臨三大核心挑戰(zhàn)：海洋環(huán)境下的精密制造難題、復雜結構的安全監(jiān)測需求、全生命周期的運營維護要求。面對這些世界級難題，產(chǎn)學研各界攜手攻關，將激光技術創(chuàng)新性地應用于工程各個環(huán)節(jié)。
從后方工廠的構件制造，到前方工地的現(xiàn)場監(jiān)測，再到通車后的長期運維，激光技術為深中通道提供了一條完整的技術保障鏈條。
在深中通道的構件制造階段，高功率激光技術扮演了“精密制造師”的關鍵角色。
鋼箱梁的精密加工
大橋的橋面由無數(shù)個巨型鋼箱梁段組成。在工廠內，高功率激光切割機承擔了將厚重鋼板切割成精確形狀和尺寸的核心任務。這項技術的優(yōu)勢顯著：
切割精度達到毫米級，確保每個構件孔位、邊線完全吻合同時，在箱梁組焊過程中，激光-電弧復合焊接技術的應用，實現(xiàn)了焊縫更窄、熱變形更小、連接強度更高的優(yōu)質效果，大幅提升了鋼箱梁的整體質量。
沉管鋼殼的精準制造
海底隧道的每節(jié)沉管都是龐大的鋼結構外殼，其制造精度直接關系到沉管的水下對接質量。在這里，大幅面激光切割設備完成了鋼板的高精度下料和坡口加工，確保了這一“水下長城”的每個“積木”都能嚴絲合縫。
這些在工廠內完成的精密激光加工，為深中通道提供了質量可靠的核心構件，從源頭上確保了工程的卓越品質。
在深中通道的施工與運營階段，各類激光監(jiān)測技術化身為“全天候安全醫(yī)生”，構建起多層次的安全防護網(wǎng)。
無接觸式激光掃描技術
哈爾濱工業(yè)大學(深圳)柳成蔭教授團隊針對深中大橋斜拉索的索力測量難題，開發(fā)了無接觸式激光掃描索力識別技術。這項創(chuàng)新：
克服了傳統(tǒng)振動頻率法測試誤差大的缺陷三維激光掃描與數(shù)字化融合
在沉管隧道內部，工程團隊采用了三維激光掃描與BIM技術的集成應用，有效解決了管段行車洞水噴霧管預制安裝精度控制難題。這項技術：
為機電管線的預制校驗提供創(chuàng)新解決方案
光纖光柵陣列傳感技術
理工光科研發(fā)的新一代光纖光柵陣列傳感技術成功應用于工程全線路。整個通道的隧道段及橋梁段箱梁內均安裝了光纖光柵陣列火災自動探測報警產(chǎn)品，為深中通道的安全運維提供了可靠保障。
無人機激光掃描技術
2024年，研究團隊多次赴深中大橋開展無人機現(xiàn)場試驗，內容包括索塔快速建圖、溫度裂縫數(shù)據(jù)采集等?；谌诤鲜絊LAM的無人機橋梁檢測設備：
能夠不受空間限制進行智能化檢測在所有這些激光設備的背后，有一個不可或缺的“無名英雄”——高精度激光冷水機。它為各類激光設備提供了至關重要的溫度保障，確保整個激光應用體系在深中通道建設中穩(wěn)定可靠運行。
溫度控制的精密要求
激光設備在工作時會產(chǎn)生大量熱量，溫度波動會直接影響：
激光輸出的功率穩(wěn)定性特域深耕激光冷水機領域23載，其超快激光冷水機溫控精度高達±0.08℃，最高可支持240kW功率激光設備的冷卻需求。該設備為激光切割、焊接及高精密激光加工等場景提供精準穩(wěn)定的溫度控制解決方案，通過高精度溫控有效保障設備功率穩(wěn)定性、光束質量及使用壽命。
隨著深中通道正式通車，激光技術的應用重點已從建設階段轉向運營維護階段。柳成蔭教授表示，下一步目標是確保通道“安全、順暢、舒適、智慧”運行。
面對極端氣候頻發(fā)的挑戰(zhàn)，未來的研究將聚焦于基礎設施的智能監(jiān)測預警和防災減災技術。激光掃描技術、光纖光柵傳感技術與人工智能、大數(shù)據(jù)的深度融合，將為重大基礎設施的全生命周期健康管理提供更加完善的技術路徑。
從深中通道出發(fā)，激光技術的成功應用模式，將為我國未來的跨海工程、山區(qū)隧道、城市地下空間等重大基礎設施建設提供可復制、可推廣的寶貴經(jīng)驗。
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