幕维三维动画——港珠澳大桥沉管安装三维动画实况

Posted 2022-08-10 wx5c53fb8c28e25

港珠澳大桥是超级工程，构建大桥海底隧道的33节沉管，每节超过100米长，四层楼高，隧道内宽可达到双向六车道，绝对是沉管中的巨无霸。港珠澳大桥海底隧道是我国第一条外海沉管隧道，也是世界最长的公路沉管隧道和唯一深埋沉管隧道，被誉为交通工程的“珠穆朗玛峰”。

2013年5月6日，港珠澳大桥西人工岛与首节隧道沉管完美实现首次对接，这被誉为“深海初吻”，难度系数堪比“天宫一号”对接。

为了精准呈现港珠澳大桥”海底初吻“这一举世瞩目的奇迹，三维设计师深入施工一线，外拍组进驻浮运安装船只，力求拍摄到沉管安装的全过程。

沉管安装没有经验可循，设计人员只能一步一个脚印，自我摸索，不断实验。首先第一个要解决的问题就是挑流效应。

海水遇到人工岛，水会集中从岛两端分流出来，所以岛头位置海流会特别集中，特别复杂，形成”挑流效应”。

三维设计师利用数字模型结合实拍照片设计出人工岛模型，利用不同色温反应水流变化，结合箭头模拟水流走向，为“挑流设计”构建了一个绝佳的数字模型，深入浅出的反映了“挑流效应”的危害及解决过程。

E33沉管是第一根曲线段沉管，之前安装的28节都是直线段沉管，安装曲线段沉管，之前没有经验。E33要安放在东人工岛岛头的位置、和东人工岛隧道进行无缝对接，地形的变化决定它必须达到5500米的曲线半径的弧度，因此每段22.5米长的管节都有细微的弧度的变化，最终拼装成180米长的曲线沉管。而曲线沉管在水下受力不均，很有可能造成水的压载过程中偏心受压，引起管节的偏位。

三维设计师构建了整个沉管隧道的三维剖面图，清晰表现了曲线段沉管与其他沉管的位置关系，曲线段沉管是如何与直线段沉管进行对接。构建了复杂的海底环境，用泥沙反映海底河床变化，体现了沉管安装的复杂性与多变性。三维设计师还针对天气设计了不同的表现方案，将受不同时间段，天气影响时沉管安装的状态变化囊括其中。三维设计师还对各种沉管安装产值进行建模，再现当时沉管安装的宏大规模。

为了精准再现沉管安装、对接的细微过程，三维设计师还向港珠澳大桥建设者学习外海深水沉管安装定位控制方法，让自己对沉管对接进行三维建模时有了一个明晰的数字指标。

沉管三维动画设计师采用分屏的方式，一部分展示沉管三维动画水下安，另一部分则采用图表的方式对各项数据进行精确的罗列，达到虚实结合的效果，让沉管对接各项工作有指标可循。

沉管三维动画设计师采用俯瞰视角，剖面图展示沉管内部构造，展示了双线形联合锁网的布测方法，为超长沉管隧道高精度贯通测控技术的传播做了一个极为详细的展示。