中国杭州湾跨海大桥简介与分析

中国杭州湾跨海大桥王亚洲10244025工程管理摘要本文从要求的各个方面来具体分析杭州湾跨海大桥的施工、影响、特点等诸多方面。总的来说杭州湾跨海大桥这个项目是比较新鲜的，也是比较有建设意义的，它的影响也是可观的。在受力分析方面的介绍有所匮乏，主要关注的是它的影响以及特点方面，分析跨海大桥的建筑工艺，结合课上所学的诸多因素去分析大桥。总之，从这篇论文里，我们可以比较全面的了解杭州湾跨海大桥的整体面貌，以及它的一些缺陷。关键词跨海距离；经济圈；工程难点；成就正文该项工程的概况及其成就总的评价：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公里，是目前世界上最长的跨海大桥，比连接巴林与沙特的法赫德国王大桥还长11公里，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，成为继美国的庞恰特雷恩湖桥和青岛胶州湾大桥是目前世界上最长的跨海大桥后世界第三长的桥梁。杭州湾大桥建筑上所克服的难点，以及设计上所做出的突破在中国建筑史上是浓墨重笔的。总的来说，杭州湾跨海大桥是中国人自主设计施工的标志性建筑，值得我们去学习和牢记。这也是其为何而声名远播的原因之一。数字特征：杭州湾跨海大桥缩短了宁波至上海间的陆路距离120公里，是国道主干线——同三线跨越杭州湾的便捷通道。大桥按双向六车道高速公路设计，设计时速100公里/h，设计使用年限100年，总投资约140亿元。2003年11月14日开工，经过43个月的工程建设，2007年6月26日全桥贯通，计划于2007年11月30日前完成桥面铺装，大桥于2008年5月1日晚11时58分正式通车。2008奥运火炬传递中穿越了杭州湾跨海大桥。这无疑是中国人民的一大创举，令国人心潮振奋。大桥设南、北两个航道，其中北航道桥为主跨448m的钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准35000吨；南航道桥为主跨318m的A型单塔双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准3000吨。除南、北航道桥外其余引桥采用30～80m不等的预应力混凝土连续箱梁结构。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。大桥所获得的成就：这个由我国自行投资、自行设计、自行管理、自行建造的特大型国家基础建设项目的一组组天文数字背后，是一条条艰难的创新之路。1.投融资体制创新——民营资本首度进入“国字号”工程。2.科技创新——9大自主核心技术，诸多“中国创造”跃然海上3.管理创新——36公里长海工地“数据化”一目了然。如此庞大的施工现场，靠人力无法完成施工管理，指挥部决定创出一条信息化、数字化管理之路。4.杭州湾跨海大桥“智能”灯光照明既美观又节能5.世界十二大奇迹桥梁之一6.获2010—2011年度建筑工程“鲁班奖”，以及“詹天佑”奖。随着时间的推进，杭州湾大桥将发挥它各方面的公用，也将被更多的人熟知。或许有一天我们还可以亲身去体会一下杭州湾大桥的气魄，相信那必然是很令人难忘的事情。从各方面具体分析该项工程使用功能：（1）从经济上来讲。杭州湾跨海大桥的建成通车，对整个长江三角洲地区将产生深远的影响。据国际经济界权威人士预测，继巴黎、伦敦、纽约、东京、芝加哥之后，以上海为中心的长三角城市群将成为“第六个国际级都市圈”。而杭州湾跨海大桥通车后，长三角地区城市之间距离将大大缩短，大桥北岸的嘉兴将成为联结长三角城市群的枢纽中心，上海和宁波的陆上距离缩短了120公里，在沪杭甬之间形成一个二小时的“金三角”交通圈；上海与温台地区的距离缩短，可跨越杭州湾直接抵达；浙东南和苏南距离缩短，苏、锡、常和甬、绍之间缩短到200多公里。从而提高这些城市之间的“紧密度”，进一步形成合力。（2）杭州湾跨海桥无疑首先是作为交通反面的用处，不仅仅极大地方便了当地居民，更主要的是建筑史上的一个创举。符合现代桥梁交通的全面要求，丰富了中国桥梁建筑学的内涵。（3）在安全方面。杭州湾跨海大桥不同于普通大桥的特别之处，是在设计时考虑到了两个安全因素：一是高速公路车辆通行安全因素，通常直段不能太长；二是桥下船舶航行安全因素，减少建桥对水流的影响，保证桥梁各段的桥轴线与涨潮和落潮的主流垂直。这些也是桥形呈S形的主要原因，同时也使得跨越杭州湾天堑的这条东方巨龙更加迷人。（4）海中平台在大桥建成后将使一个海中交通服务平台，也是一个救援平台，当然最重要的是一个绝佳的休闲旅游的观光台。2010年12月18号，位于世界最长跨海大桥——杭州湾跨海大桥中部的海中平台正式落成。杭州湾跨海大桥全长36公里，海中平台就在它的正中间，也就是18公里处。在跨海大桥建设期间，海中平台是用来工程测量、应急救援和物资堆放的。大桥建成后，海中平台进行了改造，变成了海中观景平台，并且给它取了一个非常好听的名字叫“海天一洲”。它以白色和蓝色为主调，外形就像一只展翅飞翔的雄鹰。海天一洲分为主体平台和观光塔两部分，主体平台一共有6层，观光塔共16层，高145.6米，站在塔上，可以远眺跨海大桥“长虹卧波”的优美姿态，还可以看钱塘江大潮和附近的嘉兴港，同时还可以欣赏杭州湾湿地，这里栖息着各种鸟类。杭州湾跨海大桥管理局副局长蒋善平介绍说，海天一洲是杭州湾跨海大桥的点晴之作，它的建成使杭州湾跨海大桥更加壮观更加秀丽。“在这里，望海、观潮、品大桥，就目前来讲是国内外比较独特的海上观光场所。既是杭州湾区域的一个地标性建筑，又是我们宁波的一张靓丽名片。”这也是现代建筑的趋势，在实际功用的前提下，更大程度上的符合审美的要求。（5）观赏性。“长桥卧坡”的创意无疑具有十足的吸引力，就像中国古代园林艺术那样具有深深的意味。大桥的护栏为彩虹7色，每种颜色覆盖5公里，自慈溪到嘉兴海盐分别为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。杭州湾跨海大桥，可圈可点的是“两跨”和“双百”。“两跨”，即一、跨越杭州湾天堑，在世界跨海大桥中长度第一；二、跨越两个世纪，大桥的前期建设工作跨越20世纪与21世纪。大桥的使用寿命将跨越21世纪与22世纪。“双百”，营运时间超越百年，投资总额逾百亿。海中平台这一亮点更增加了其的观赏性，而大桥本身长度、形状等特点无疑不是最大的吸引力。受力特性：一、杭州湾跨海大桥的地理特点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。二、对受力特性的分析为保证工程质量、施工时期人员设备的安全性以及施工工期，对承台施工采用钢套箱施工工艺，在陆上加工制作钢套箱构建，在驳船上进行整体拼装完成后运送至施工现场，用起重船将钢套箱整体吊起安装在桩基顶部并进行钢管桩与钢套箱的连接加固，浇筑封底混凝土后及承台下层结构混凝土并达到一定强度后，拆除套箱内的钢梁，浇筑桩心混凝土，进行上层混凝土施工，最后拆除钢套箱。这是对于大型承台钢套箱施工过程的分析。面对杭州湾的地理环境，钢架桥受力具有不稳定性，这就要求收集足够多的数据去具体的分析，来决定施工材料的选取以及施工工艺的采用。钢管桩5513根，钻孔桩3550根，承台1272个，墩身1428个，这样的数字就足以说明杭州湾跨海大桥的受力是一个复杂的体系，无论是弯力、剪力还是承载力都是整合的一体，密不可分的，需要各方面综合考虑。建造技术：杭州湾大桥作为一个跨度很大的跨海大桥，为了使其更好的服务国家和社会，增强其耐久性以及各反面的问题，有很多的创新性的建造技术被提出来。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。1、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。2、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。3、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。4、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。5、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。6、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。7、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。8、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。9、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