杭州湾跨海大桥

  • 来源:建筑网   2016-12-27 13:55
摘要:

杭州湾跨海大桥全长36公里,是一座横跨中国杭州湾的跨海大桥,是世界第三长的跨海大桥。

杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾的跨海大桥,是成千上万设计、工程学家和施工人员齐心协力、精诚合作的壮丽奇观。该桥北起浙江省嘉兴市海盐郑家埭,南至宁波市慈溪水路湾。杭州湾跨海大桥是继上海浦东东海大桥之后,中国改革后第二座跨海跨江大桥。从宁波到上海即可经过此桥。

全长36公里,比连接巴林与沙特的法赫德国王大桥还长11公里,曾保持中国世界纪录协会世界最长的跨海大桥世界纪录,现为继美国的庞恰特雷恩湖桥和青岛胶州湾大桥之后世界第三长的跨海大桥。

杭州湾跨海大桥于2003年11月开工,2007年06月贯通,2008年05月01日通车。

大桥简介

杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥,它北起浙江嘉兴海盐郑家埭,南至宁波慈溪水路湾,全长36千米,比连接巴林与沙特的法赫德国王大桥还长11千米,已经成为中国世界纪录协会世界最长的跨海大桥候选世界纪录,成为继青岛胶州湾大桥和美国庞恰特雷恩湖桥后的目前世界上最长的跨海大桥后的世界第三长的桥梁。

建筑参数

承建单位:中国中铁股份有限公司

开工时间:2003年11月14日

贯通:2005年06月26日

通车日期:2006年05月01日

载有:双向六车道

省份:浙江省

跨越:杭州湾

地点:嘉兴海盐和宁波慈溪

设计结构:跨海大桥

最长跨距:325米

桥宽:33米

总长度:36公里

桥下净高:47米

通行费:小型车80元

设计时速:100公里

总投资约:118亿

设计使用年限:100年

经纬度:北纬30度27分,东经121度08分

设计理念

长桥卧波

首先采用了浙江、上海、江苏的吴越文化观念。在桥型上,设计者采用了西湖苏堤的形态,集交通、观光于一体。为兼顾杭州湾水文环境特点,“长桥卧波”的设计将大桥平面勾勒成S形曲线,优美、活泼的桥型让司机和乘客在行车、坐车时产生愉悦心理。 而且如果建设成笔直的道路,容易造成视觉疲劳。

桥下航道

杭州湾为世界三大强潮海湾之一,有台风、小气候形成的龙卷风,有混乱的流速、流向。“长桥卧波”的设计也是出于大桥安全性的考虑,设计方专门为钱塘奇潮及过往海轮留了通道。整座36公里的长桥有两处宽448米及318米的桥下通道。桥下净空高、流速急,北通道为35000吨海轮留下了航道,南通道为3000吨以下海轮留出了航道。这两条航道上端将出现钻石型双塔及A型单塔两座造型桥塔,成为“长桥卧波”桥型中两处跌宕起伏的高潮路段,钱塘潮也就自然通过了。

海中平台

离南岸14公里处的一个本来就有沉积的淤滩上建一个像东海石油平台一样的海中平台。施工时,作为南北接点,便于物流。施工结束时,平台将成为集救援、观光、休闲于一体的桥中转运站。这个平台有2个足球场这么大,平台上还拟建瞭望塔,风和日丽时,南可望慈溪庵东水路湾村的桥墩,北眺海盐郑家埭。所以这个平台于潮流无碍。

巨型工地

造桥的特点,慈溪是个经800年围垦的大市,从一塘到2012年的10塘,塘塘土地平展。一平如镜的滩地将为几万甚至十几万建设者铺开场地,所以这次建杭州湾跨海大桥将预制化、工厂化、大型化。最后以搭积木的办法实施海上搭建。

工程难点

1.工程规模大、海上工程量大

大桥工程全长36公里,海上段长度达32公里。全桥总计混凝土245万立方,各类钢材82万吨,钢管桩5513根,钻孔桩3550根,承台1272个,墩身1428个,工程规模浩大。

2.自然环境恶劣

潮差大、流速急、流向乱、波浪高、冲刷深、软弱地层厚,部分区段浅层气富集。其中,南岸10公里滩涂区干湿交替,海上工程大部分为远岸作业,施工条件很差。受水文和气象影响,有效工作日少,据现场施工统计,海上施工作业年有效天数不足180天,滩涂区约250天。

3.制定总体设计方案难度很大

设计要求新,其中水中区引桥(18.27公里)和南岸滩涂区引桥(10.1公里),是整个工程的关键;结构防腐问题十分突出,且无规范可遵循;大桥运行期间,桥面行车环境受大风、浓雾、暴雨及驾驶员视觉疲劳等不利因素的影响,采取合理有效的设计对策是保障桥面行车安全的关键;设计方案涉及新材料、新工艺、新技术的应用以及多项大型专用设备的研制。

施工技术方面,面临着海上激流区高墩区大吨位箱梁的整体预制、运输及架设,宽滩涂区大吨位箱梁的长距离梁上运梁及架设,超长螺旋钢管桩的设计、防腐与沉桩施工等诸多施工关键技术的挑战;在测量控制方面,因桥梁长度超长,地球曲面效应引起的结构测量变形问题十分突出,受海洋环境制约,传统测量手段已无法满足施工精度和施工进度的要求,如何借助GPS技术实现快速、高效测量施工是一个制约全桥工期的核心技术问题。

4.建设目标要求高施工组织与运行管理难度大

大桥工程规模宏大,备受世人瞩目。建设之初,宁波市委市政府明确提出大桥工程要按照“三个一流目标”的标准来实施。面对复杂的建设环境,充满挑战的工程,组织和管理好大桥工程是摆在指挥部面前的巨大挑战。因工程施工作业点多、战线长,存在同步作业、交叉作业工序,施工组织难度大,工程质量、进度、安全及资金控制难度大。台风、大风、大潮、巨浪、急流、暴雨、大雾及雷电等气象水文条件,如何采取切实有效的工程控制与运行管理措施是工程管理上需要面对的新课题。

技术创新

1.杭州湾跨海大桥总体设计

杭州湾跨海大桥全长36公里,建设条件十分恶劣,为保证海上施工的安全和质量,必须将设计与施工综合考虑。经过国内外多次调研和专家咨询,制定了施工决定设计的总体原则,尽量减少海上作业时间,变海上施工为陆上施工,采用工厂化、大型化、机械化的设计和施工原则。

2、大直径超长钢管桩设计、制造、防腐和施工成套技术

大桥钢管桩基础具有桩长、大直径、数量巨大的特点。桩长达89米,桩径为1.5米和1.6米,总计5474根。通过近一年多钢管桩基础施工,进度快,质量好,证明这一选择是正确的。

其创新点是:超长整桩预制;内外螺旋焊接;三层熔融环氧粉末涂装;埋弧自动焊工艺;大直径不等壁厚焊接;牺牲阳极阴极保护。

3、大吨位70米预应力箱梁整体预制和强潮海域海上运输、架设技术

其创新点是:对海工耐久混凝土配合比进行研究;70米箱梁局部结构分析;真空辅助压浆技术;研制了大跨度、高平整度桥面施工振动桥设备;首次采用了早期张拉工艺并取得了良好的效果;自行设计制造了具有世界一流水平的2400吨液压悬挂轮轨式70米箱梁纵移台车。

4、大吨位50米预应力箱梁整体预制和梁上运输架设技术

其创新点是:结合施工方案对大吨位整孔箱梁的关键结构进行优化;海工耐久性混凝土性能研究与实践;预应力管道真空压浆试验与实践;箱梁梁上运梁和架桥机架设的综合技术。

5、海洋环境下混凝土结构耐久性研究

其创新点是:建立可靠的钢筋腐蚀电学参数和输出光功率变化判据;研制混凝土结构寿命的动态预报软件;制定大桥混凝土结构耐久性长期原体观测系统设计方案,并配合工程进度实施。这项技术将填补国内空白。

6、跨海长桥全天候运行测量控制关键技术研究

其创新点是:连续运行GPS参考站,在杭州湾跨海大桥的成功应用及在实践中形成的规程和细则,弥补了中国跨海大桥这方面的空白;2012年的规范没有适应几十公里长度跨海大桥投影坐标系建立的相应标准,根据杭州湾跨海大桥的特殊性加以了解,为制定相应规范提供参考;创造性地提出过渡曲面拟合法,使海中GPS拟合高程的精度达到三等水准的精度;用测距三角高程法配合GPS拟合高程法进行连续多跨跨海高程贯通测量,创造出一种快速海中高程贯通测量的方法;杭州湾跨海大桥在国内首次采用GIS技术研制成基于B/S模式的大型桥梁测绘资料管理系统。

7、杭州湾跨海大桥河工模型与桥墩局部冲刷研究

2002年8月,通过专家组鉴定,研究成果总体达到国际先进水平,其中实体模型中涌潮的模拟方法和试验技术以及分布式浑水生潮系统和沙量随潮变化的加沙系统方面达到国际领先水平。2004年获得浙江省科技进步二等奖。

8、灾害天气对跨海长桥行车安全的影响研究及对策

主要创新点是:确定车辆安全行驶风速标准;面向所有灾害天气类型进行研究;提出杭州湾跨海大桥的行车安全保障措施;基于气象监测系统、预报系统与道路管理系统多方面系统研究;制定不同灾害天气条件下道路交通控制标准;开发低造价传感器等数据采集设备;开发集数据传输、数据处理、信息发布的计算机软件。2012年,已取得系列中间成果,其中报告推荐的风障方案即将付诸实施。

9、跨海长桥建设信息化管理技术

其创新点是:对整体桥梁部位进行的结构分解,形成22949个结构构件,并将采集数据的625张表与其相关联,提供一个完整的数据结构化检索方式;集成统一工程通讯及网络的组建,极大降低了基础网络建设成本;实现长距离的多点无线视频图像传输及回送。

系统已完成软件开发并投入运行一年多,在工程实施中发挥了巨大作用。

以上科技创新已有5项通过交通部和交通厅的鉴定,其成果总体达到国际领先水平,为国内同类桥梁的建设提供借鉴。

10、新型桥梁伸缩装置技术

采用了荣获国家技术发明二等奖的LB多向变位桥梁伸缩装置。

其创新特点是:LB单元式多向变位桥梁伸缩装置针对传统模数式及梳形伸缩装置存在的不足,特别是在悬索桥、斜拉桥桥梁的纵、横、扭转等多向变位功能上展开了广泛的研究与实践,本着“安全、舒适、经济、耐用、方便”的宗旨,成功研制的新一代桥梁伸缩装置,该技术处于国际领先水平。

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