杭州湾跨海大桥论.docx

- 浅谈杭州湾- 浅谈杭州湾跨海大桥 -【摘 要】：跨海大桥指的是横跨海峡，海湾等海上的桥梁，这类桥梁的跨度一般都比较长。而随着人类物质文明的发展，跨海大桥对于国家，城市或区域形象的塑造和经济实力的体现有着义不容辞的责任，因此跨海大桥越来越受到人们所关注。【关键字】：跨海大桥 杭州湾跨海大桥 总体设计 【引言】：通过对重大土木工程结构的研究与应用概论的学习，让我对于跨海大桥产生了浓厚的兴趣，特别是近几年来建造在中国土地上的跨海大桥。桥梁是人类根据生活与生产发展的需要而兴建的一种公共建筑，它从自身的实用性、巨大性、艺术性而极大的影响人类的生活。跨海大桥指的是横跨海峡，海湾等海上的桥梁，这类桥梁的跨度一般都比较长。短则几千米，长则数十千米，所以对技术的要求较高，是顶尖桥梁技术的体现。而随着人类物质文明的发展，跨海大桥对于国家，城市或区域形象的塑造和经济实力的体现有着义不容辞的责任，因此跨海大桥越来越受到人们所关注。 下面主要介绍我国也是世界上最长的跨海大桥杭州湾跨海大桥。 我国2008年5月1号通车的杭州湾跨海大桥，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。是世界上最长、工程规模最巨大的一座桥梁，其中北航道布孔为70m+160m+448m+160m+70m=908m，钻石形双塔双索刚面箱梁斜拉桥；南航道布孔为100m+160m+318m=578m，A形独塔双索面钢箱梁斜拉桥。水区引桥采用70m跨径整孔预制吊装的连续箱梁结构，滩涂区引桥采用50m跨径整孔预制吊装的连续箱梁结构。 据初步核定，大桥共需要钢材76.7万吨，水泥129.1万吨，石油沥青1.16万吨，木材1.91万立方米，混凝土240万立方米，各类桩基7000余根，为国内特大型桥梁之最。南滩涂50米*16米箱梁采用整孔预制，大型平板车梁上运梁的工艺，开创了国内外重型梁运架的新纪录。 水中区引桥70米*16米箱梁采用整孔制、运、架一体化方案，单片梁重达2180吨，为国内第一。水中区引桥打入钢管桩直径1.5-1.6米，桩长约80米,总数超过4000根，其钢管桩工程规模全国建桥史上第一。- 浅谈杭州湾跨海大桥 -杭州湾气象复杂多变，台风、龙卷风、雷暴及突发性小范围灾害性天气时有发生。杭州湾自然条件有以下特点：(1)海域宽阔，台风多、潮差大、流速急，具有典型的海洋性气候特征，有效工作日少；(2)软土层厚、持力层深，给海上基础设计和施工带来一系列问题；(3)南岸滩涂长，施工条件复杂，采用常规设计方案和施工方法很难满足工期要求；(4)环境的腐蚀作用严重；(5)南滩涂多个区域浅层气富集，危及施工安全。 大桥在设计中首次引入了景观设计的概念。景观设计师们借助西湖苏堤“长桥卧波”的美学理念，兼顾杭州湾水文环境特点，结合行车时司机和乘客的心理因素，确定了大桥总体布置原则。整座大桥平面为S形曲线，总体上看线形优美、生动活泼。从侧面看，在南北航道的通航孔桥处各呈一拱形，具有了起伏跌宕的立面形状。 在南航道再往南17公里，就在离南岸大约14公里处，有一个面积达1.2万平方米的海中平台。该平台在施工期间，将作为海上作业人员生活基地，海上救援、测量、通信、海事监控平台。大桥建成后，这一海中平台则是一个海中交通服务的救援平台，同时也是一个绝佳的旅游休闲观光台。 大桥还具有以下特点： 1杭州湾跨海大桥全长36公里，其长度在目前世界上在建和已建的跨海大桥中位居第二，仅次于青岛海湾大桥（36.48公里）。 2杭州湾跨海大桥地处强腐蚀海洋环境，为确保大桥寿命，在国内第一次明确提出了设计使用寿命大于等于100年的耐久性要求。 3杭州湾跨海大桥50米箱梁“梁上运架设”技术，架设运输重量从900吨提高到1430吨，刷新了目前世界上同类技术、同类地形地貌桥梁建设“梁上运架设”的新纪录。 4杭州湾跨海大桥深海区上部结构采用70米预应力砼箱梁整体预制和海上运架技术，为解决大型砼箱梁早期开裂的工程难题，开创性地提出并实施了“二次张拉技术”，彻底解决了这一工程“顽疾”。 5杭州湾跨海大桥钢管桩的最大直径1.6米，单桩最大长度89米，最大重量74吨，开创了国内外大直径超长整桩螺旋桥梁钢管桩之最。- 浅谈杭州湾跨海大桥 -6杭州湾跨海大桥南岸10公里滩涂底下蕴藏着大量的浅层沼气，对施工安全构成严重威胁。在滩涂区的钻孔灌注桩施工中，开创性地采用有控制放气的安全施工工艺，其施工工艺为世界同类似地理条件之首。 科技含量之高首先体现在施工工艺上。我们坚持尊重科学，依靠专家，广泛开展技术咨询和交流活动。根据专家意见提出了施工决定设计，采取预制化、工厂化、大型化、变海上施工为陆上施工的施工方案，突破了长期来设计决定施工的理念。预制吊装的最大构件为长70米、宽16米、高4.0米、重2180吨的预应力混凝土箱梁，最长的构件为长度84米、直径1.6米的超长钢管桩，这种构件可称得上是举世无双。为了减轻海水中氯离子对大桥钢材和混凝土的腐蚀，保证大桥100年的寿命，设计者专门研制了一整套防治海水腐蚀的有效方案等等。这些可见大桥工程的科技含量之高。 杭州湾跨海大桥将是一座数字化大桥。科研单位将利用硬件及接口技术、网络及数据库技术、图像图形技术、人工智能技术、计算数学、有限元技术、力学等多学科，建立一套大桥设计、建设及养管的科学评价体系，整座大桥将设置中央监视系统，平均每1公里就有1对监视器。这样，不仅大桥可进行科学合理的维护管理，而且大桥身体的健康状况也在实时掌握中。目前，本项目已向交通部申报17项大桥工程关键性科研立项项目，在国内桥梁界也是少见的。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。 - 浅谈杭州湾跨海大桥 -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健技术研究 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；目前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决，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。 - 浅谈杭州湾跨海大桥 -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。目前，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多项变位桥梁伸缩装置。 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。 杭州湾跨海大桥在设计中还首次引入了景观设计的概念。景观设计师们借助西湖苏堤的美学理念，兼顾杭州湾复杂的水文环境特点，结合行车时司机和乘客的心理因素，确定了大桥总体布置原则。长桥卧波最终被确定为宁波杭州湾大桥的最终桥型。根据设计方案，大桥在海面上有4个转折点，从空中鸟瞰，平面上呈S形蜿蜒跨越杭州湾，线形优美，生动活泼。从立面上看，大桥也并不是一条水平线，而是上下起伏，在南北航道的通航孔桥处各呈一拱形，使大桥具有了起伏跌宕的立面形状。 - 浅谈杭州湾跨海大桥 - 由中国宁波网发起的“世界十大名桥评选”近日落下帷幕，杭州湾跨海大桥、赵州桥、卢沟桥、南京长江大桥、澳大利亚悉尼海港大桥、杭州钱塘江大桥、美国