杭州灣跨海大橋技術(shù)介紹
2013-11-25
杭州灣大橋是一座橫跨杭州灣海域的跨海大橋,它北起浙江嘉興海鹽鄭家埭，南至寧波慈溪水路灣，全長(zhǎng)36公里，建成后將是世界上最長(zhǎng)的跨海大橋，比連接巴林與沙特的法赫德國(guó)王大橋還長(zhǎng)11公里。杭州灣大橋2002年經(jīng)國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)立項(xiàng)，2003年6月8日奠基，預(yù)計(jì)2008年建成通車，屆時(shí)從浙江寧波到上海莘莊的陸路距離只有179公里，縮短了120公里左右，從而也大大緩解已經(jīng)擁擠不堪滬杭甬高速公路的壓力，形成以上海為中心的江浙滬兩小時(shí)交通圈。大橋總投資預(yù)計(jì)超過(guò)160億人民幣，其中大橋36公里，118億；北岸連接線29.1公里，17億；南岸連接線55.3公里，34億。來(lái)自民間的資本占了總資本的一半，大橋收費(fèi)年限為30年，收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)為55元/輛。大橋建造成本很高，除經(jīng)濟(jì)成本外，人力成本也很高。大橋橋?qū)?3米，為雙向六車道，設(shè)計(jì)時(shí)速100公里，設(shè)計(jì)使用壽命100年以上。大橋設(shè)有南、北兩個(gè)航道，其中北航道寬325米，高47米可通航3萬(wàn)5千噸級(jí)船舶；南航道寬125米，高31米可通航3千噸級(jí)船舶。在離南岸約14公里處，設(shè)計(jì)有一個(gè)面積達(dá)1.2萬(wàn)平方米的交通服務(wù)救援海上平臺(tái)，同時(shí)也是一個(gè)旅游休閑觀光平臺(tái)。 【工程概況:】 杭州灣跨海大橋是國(guó)道主干線－同三線跨越杭州灣的便捷通道。大橋北起嘉興市海鹽鄭家埭，跨越寬闊的杭州灣海域后止于寧波市慈溪水路灣，全長(zhǎng)36Ｋｍ。大橋建成后將縮短寧波至上海間的陸路距離 120余公里。 杭州灣跨海大橋按雙向六車道高速公路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)速100Ｋｍ／ｈ，設(shè)計(jì)使用年限100年，總投資約１1８億元。大橋設(shè)南、北兩個(gè)航道，其中北航道橋?yàn)橹骺纾矗矗福淼你@石型雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，通航標(biāo)準(zhǔn)35000噸；南航道橋?yàn)橹骺?18ｍ的A型單塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，通航標(biāo)準(zhǔn)3000噸。除南、北航道橋外其余引橋采用30～80ｍ不等的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。杭州灣跨海大橋是目前世界上已建或在建的最長(zhǎng)的跨海大橋，大橋主體工程確保2003年內(nèi)順利開(kāi)工建設(shè)，2008年建成，2009年通車。 2001年9月成立項(xiàng)目公司，大橋建設(shè)投資額為118億，資本金為38.5億元。其中，寧波方占90%股份，嘉興方占10%股份。公司資本金中民營(yíng)企業(yè)投資占到50.25%。本項(xiàng)目商請(qǐng)國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行、中國(guó)工商銀行、中國(guó)銀行、浦發(fā)銀行等四家銀行貸款70億元，已簽訂貸款協(xié)議。 大橋本身的經(jīng)濟(jì)效益是吸引投資者看好的重要基礎(chǔ)。據(jù)交通流量調(diào)查推測(cè)，2009年通過(guò)大橋的車流量達(dá)5.2萬(wàn)輛，2015年達(dá)8萬(wàn)輛，2027年達(dá)9.6萬(wàn)輛。經(jīng)測(cè)算，大橋財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率將達(dá)8.03～10.1%，投資回收期14.2年，投資回報(bào)率15.10%（不含建設(shè)期）、12.58%（含建設(shè)期） 【工程特點(diǎn): 】 ▲(１)橋最長(zhǎng)、工程量最大是本工程的最大亮點(diǎn) 大橋36公里的長(zhǎng)度，使之超過(guò)了美國(guó)切薩皮克海灣橋和巴林道堤橋等世界名橋，而成為目前世界上已建成或在建中的最長(zhǎng)的跨海大橋。 據(jù)初步核定，大橋共需要鋼材76.9萬(wàn)噸，水泥129.1萬(wàn)噸，石油瀝青1.16萬(wàn)噸，木材1.91萬(wàn)立方米，混凝土240萬(wàn)立方米，各類樁基7000余根，為國(guó)內(nèi)特大型橋梁之最。南灘涂50米＊16米箱梁采用整孔預(yù)制，大型平板車梁上運(yùn)梁的工藝，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)外重型梁運(yùn)架的新紀(jì)錄。 水中區(qū)引橋70米＊16米箱梁采用整孔制、運(yùn)、架一體化方案，單片梁重達(dá)2180噸，為國(guó)內(nèi)第一。水中區(qū)引橋打入鋼管樁直徑1.5-1.6米,樁長(zhǎng)約80米,總數(shù)超過(guò)4000根,其鋼管樁工程規(guī)模全國(guó)建橋史上第一。 ▲(2)建設(shè)條件之復(fù)雜是本工程的一大難點(diǎn) 杭州灣為世界三大強(qiáng)潮海灣之一。在自然條件方面，受風(fēng)、流、潮、氣的影響比較大。 風(fēng)：受臺(tái)風(fēng)、熱帶風(fēng)暴影響較大，小氣候易產(chǎn)生龍卷風(fēng)。 流：平均流速2．39m／s，實(shí)測(cè)最大流速5 m／s以上。 潮：潮流紊亂，沖刷嚴(yán)重。 南岸灘涂地下50米深處有淺層氣分布，對(duì)大橋基礎(chǔ)施工帶來(lái)一定的影響。由于自然條件比較復(fù)雜，一年的有效工作日不足200天。 ▲(3)橋景結(jié)合是本工程的一大閃光點(diǎn) 大橋在設(shè)計(jì)中首次引入了景觀設(shè)計(jì)的概念。景觀設(shè)計(jì)師們借助西湖蘇堤“長(zhǎng)橋臥波”的美學(xué)理念，兼顧杭州灣水文環(huán)境特點(diǎn)，結(jié)合行車時(shí)司機(jī)和乘客的心理因素，確定了大橋總體布置原則。整座大橋平面為S形曲線，總體上看線形優(yōu)美、生動(dòng)活潑。從側(cè)面看，在南北航道的通航孔橋處各呈一拱形，具有了起伏跌宕的立面形狀。 杭州灣水文地質(zhì)條件復(fù)雜。最終將大橋的方案確定為高低錯(cuò)落、蜿蜒有序的S形，是用以保證橋梁各段的橋軸線與漲潮和落潮的主流垂直，減少建橋?qū)λ魉俣鹊挠绊?。此外，S形曲線有利于緩解司機(jī)的旅途疲勞。 在南航道再往南1．7公里，就在離南岸大約14公里處，有一個(gè)面積達(dá)1.2萬(wàn)平方米的海中平臺(tái)。該平臺(tái)在施工期間，將作為海上作業(yè)人員生活基地，海上救援、測(cè)量、通信、海事監(jiān)控平臺(tái)。大橋建成后，這一海中平臺(tái)則是一個(gè)海中交通服務(wù)的救援平臺(tái)，同時(shí)也是一個(gè)絕佳的旅游休閑觀光臺(tái)。 ▲(４)科技含量之高是本工程的一大特色 科技含量之高首先體現(xiàn)在施工工藝上。堅(jiān)持尊重科學(xué)，依靠專家，廣泛開(kāi)展技術(shù)咨詢和交流活動(dòng)。根據(jù)專家意見(jiàn)提出了施工決定設(shè)計(jì)，采取預(yù)制化、工廠化、大型化、變海上施工為陸上施工的施工方案，突破了長(zhǎng)期來(lái)設(shè)計(jì)決定施工的理念。預(yù)制吊裝的最大構(gòu)件為長(zhǎng)70米、寬16米、高4.0米、重2180噸的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，最長(zhǎng)的構(gòu)件為長(zhǎng)度84米、直徑1.6米的超長(zhǎng)鋼管樁，這種構(gòu)件可稱得上是舉世無(wú)雙。為了減輕海水中氯離子對(duì)大橋鋼材和混凝土的腐蝕，保證大橋100年的壽命，設(shè)計(jì)者專門研制了一整套防治海水腐蝕的有效方案。等等這些可見(jiàn)大橋工程的科技含量之高。 杭州灣跨海大橋?qū)⑹且蛔?quot;數(shù)字化大橋"。科研單位將利用硬件及接口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、圖像圖形技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算數(shù)學(xué)、有限元技術(shù)、力學(xué)等多學(xué)科，建立一套大橋設(shè)計(jì)、建設(shè)及養(yǎng)管的科學(xué)評(píng)價(jià)體系，整座大橋?qū)⒃O(shè)置中央監(jiān)視系統(tǒng)，平均每1公里就有1對(duì)監(jiān)視器。這樣，不僅大橋可進(jìn)行科學(xué)合理的維護(hù)管理，而且大橋"身體"的健康狀況也在實(shí)時(shí)掌握中。目前，此項(xiàng)目已向交通部申報(bào)17項(xiàng)大橋工程關(guān)鍵性科研立項(xiàng)項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)橋梁界也是少見(jiàn)的。 ▲(５)民營(yíng)資本比例之高是本工程的一大創(chuàng)舉 杭州灣跨海大橋是目前國(guó)內(nèi)第一家以地方民營(yíng)企業(yè)為主體，投資超百億的國(guó)家特大型交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。大橋資本金38.5億元，其中民營(yíng)資本占了50%以上，共有17家省內(nèi)民營(yíng)企業(yè)憑著日益增強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行投資入股?？梢哉f(shuō)，大橋項(xiàng)目的投資體制和建設(shè)模式，對(duì)拓寬民營(yíng)資本的投資領(lǐng)域，建立民營(yíng)資本與國(guó)有資本有機(jī)結(jié)合的投資模式，取得政府和企業(yè)“雙贏”的經(jīng)營(yíng)機(jī)制作出了積極、有益的探索。 【建設(shè)的重要性和緊迫性 】 杭州灣位于我國(guó)改革開(kāi)放最具活力，經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的長(zhǎng)江三角洲地區(qū)。建設(shè)杭州灣跨海大橋，對(duì)于整個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展都具有深遠(yuǎn)的、重大的戰(zhàn)略意義。 ▲（1）直接促進(jìn)寧波、嘉興經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，帶動(dòng)周邊地區(qū)杭州、紹興、臺(tái)州、舟山、溫州等地的發(fā)展，并對(duì)全省、乃至長(zhǎng)江三角洲南翼地區(qū)的整體發(fā)展產(chǎn)生積極影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，杭州、寧波、溫州、紹興、臺(tái)州五市的GDP占全省的70%以上，工程建設(shè)將使這些地區(qū)的發(fā)展如虎添翼，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的進(jìn)一步騰飛注入新的活力，為全省整體綜合實(shí)力的提高發(fā)揮更大作用。大橋工程尚未全面開(kāi)工，杭州灣兩岸的慈溪市、余姚市、嘉興的海鹽縣已涌動(dòng)“大橋經(jīng)濟(jì)”。在對(duì)新區(qū)科學(xué)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，首期開(kāi)發(fā)已呈現(xiàn)轟轟烈烈場(chǎng)面，投資商已在這里紛紛落戶。 ▲（2）主動(dòng)接軌上海擴(kuò)大開(kāi)放，推動(dòng)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)合作與交流，進(jìn)一步提升綜合競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。上海作為全國(guó)最大的經(jīng)濟(jì)中心城市，是中國(guó)走向國(guó)際化的重要平臺(tái)。在新世紀(jì)新階段，寧波要建設(shè)現(xiàn)代化的國(guó)際港口城市，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展、大跨躍。就必須接軌大上海，融入長(zhǎng)三角，走向國(guó)際化。大橋的建設(shè)，將大大縮短浙東南沿海與上海之間的時(shí)空距離，有更大范圍、更高層次、以更優(yōu)越的區(qū)位地理優(yōu)勢(shì)，融入國(guó)際大都市經(jīng)濟(jì)圈。這對(duì)于輻射浙江省廣大腹地，優(yōu)化提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善投資和發(fā)展環(huán)境，吸引外資，提高浙江省綜合競(jìng)爭(zhēng)力，具有十分深遠(yuǎn)的積極作用。杭州灣跨海大橋工程建設(shè)，將為優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，進(jìn)一步吸引和利用外資，創(chuàng)造更為優(yōu)越的條件。 ▲（3）有利于推進(jìn)城市化發(fā)展戰(zhàn)略。大橋建設(shè)將進(jìn)一步密切嘉興、寧波、紹興、臺(tái)州等城市的聯(lián)系，促進(jìn)杭州灣城市連綿帶和沿海對(duì)外開(kāi)放扇面的形成，從而將這一區(qū)域提升為以上海為龍頭的、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的都市群的最重要組成部分。同時(shí)，大橋建設(shè)對(duì)周邊縣市的城市化發(fā)展也將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，慈溪、海鹽等地瞄準(zhǔn)這一千載難縫的戰(zhàn)略機(jī)遇，已有科學(xué)的規(guī)劃設(shè)想，大力吸引人口、產(chǎn)業(yè)的集聚，促進(jìn)新區(qū)新城的崛起。 ▲（4）作為我國(guó)沿海大通道中的第一座跨海大橋，突破了杭州灣的瓶頸，優(yōu)化了國(guó)道主干線的路網(wǎng)布局，改變了寧波交通末端狀況，有利于實(shí)施環(huán)杭州灣區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略網(wǎng)，大大提升了寧波這一極具發(fā)展?jié)摿Φ慕?jīng)濟(jì)中心城市的競(jìng)爭(zhēng)力。大橋建設(shè)也有利于支持上海國(guó)際航運(yùn)中心建設(shè)，促進(jìn)寧波、舟山深水良港資源的整合開(kāi)發(fā)和利用，有利于旅游業(yè)的發(fā)展和國(guó)防建設(shè)，有利于緩解杭州過(guò)境（滬杭甬高速）公路交通的壓力。 【進(jìn)展和部分影響】 根據(jù)5月18日的最新消息 杭州灣跨海大橋大橋計(jì)劃于2007年6月合龍，2008年建成通車。 建大橋?qū)幉罢銝|發(fā)展產(chǎn)生的積極影響已經(jīng)初現(xiàn)。“大橋北端的嘉興海鹽一帶原先是一片沼澤地，并無(wú)人光顧，現(xiàn)在已成投資寶地，地價(jià)打著滾上漲；而在大橋的南端慈溪，一座大橋新城已拔地而起，房?jī)r(jià)也迭創(chuàng)新高；此外，大橋生態(tài)農(nóng)莊已經(jīng)建成，目標(biāo)直指為上海提供新鮮果蔬；而東錢湖旅游開(kāi)發(fā)區(qū)也已日趨成熟——用寧波人的話說(shuō)，上海人非常迷戀西湖，而東錢湖不僅水質(zhì)好，面積是西湖4倍大，更有相當(dāng)多的人文景觀，大橋建好后，只兩個(gè)多小時(shí)的車程，和到杭州差不多遠(yuǎn)，上海人沒(méi)有理由不來(lái)。”寧波當(dāng)?shù)匾幻襟w記者如是表述。從寧波市區(qū)至杭州灣大橋，一條專道連接線正在建設(shè)中，路程由原來(lái)的79公里縮短為56公里；在大橋的北端，上海與嘉興的連接線也在建設(shè)中。 【杭州灣大橋趣聞】 海底隧道的設(shè)想 在決定建設(shè)杭州灣跨海大橋之前，有關(guān)人士曾有建一座海底隧道的設(shè)想。在水下建隧道的最大好處，是能全天候越海通車，完全不受大風(fēng)影響。著名的英吉利海峽隧道早已建成運(yùn)行，并提供了建設(shè)隧道的經(jīng)驗(yàn)。１９９３年我國(guó)已建成國(guó)內(nèi)第一條水下大型沉管隧道。上海的黃浦江隧道也早已建成。我國(guó)海峽兩岸也有學(xué)者還在積極論證用海峽隧道把兩岸連接起來(lái)。 按道理，建設(shè)跨海隧道在技術(shù)上不存在大的問(wèn)題，但是由于建設(shè)如此長(zhǎng)的隧道，建設(shè)周期長(zhǎng)，資金需求過(guò)大，專家們也考慮過(guò)"橋隧結(jié)合"的設(shè)想，這要在杭州灣中建造規(guī)模巨大的人工島，花費(fèi)的資金將更大，建設(shè)周期也更長(zhǎng)。專家們經(jīng)過(guò)反復(fù)權(quán)衡利弊得失，考慮到杭州灣海床遼闊，通航要求不高，兩岸的拆遷工程不多等情況，建造橋梁的方案有著明顯的優(yōu)勢(shì)，最后決定以橋梁代替隧道。 杭州灣大橋冠名之爭(zhēng) 杭州灣大橋連接寧波和嘉興地域，這一世界最長(zhǎng)的跨海大橋的橋名，如果能把當(dāng)?shù)氐牡孛舆M(jìn)去，如杭州灣寧波跨海大橋，或杭州灣嘉興跨海大橋，這對(duì)當(dāng)?shù)氐闹仍趪?guó)內(nèi)外的影響，都是一個(gè)天大的良機(jī)。特別是寧波，建造這一跨海大橋最早是由寧波提出來(lái)的，而且自己要花數(shù)十億資金來(lái)建造這座大橋，似乎更有對(duì)這一大橋的冠名權(quán)。而嘉興認(rèn)為橋的一頭是落腳在該地域，至少橋名要體現(xiàn)嘉興。現(xiàn)在許多大城市中穿越馬路的天橋名，企業(yè)都要爭(zhēng)相購(gòu)買，更何況這樣一座即將成為舉世聞名的超級(jí)大橋呢！但有關(guān)專家認(rèn)為，目前世界上一些知名大橋大都以跨越的水域海域來(lái)命名，如美國(guó)的奧克蘭大橋、法國(guó)的諾曼底大橋，當(dāng)然也有以兩端的地名來(lái)命名的，如我國(guó)的汕頭海灣大橋，日本著名的明石大橋等。至于杭州灣大橋最終起什么名，只能拭目以待。 對(duì)錢江潮景觀沒(méi)有影響 “天排云陣千雷震，地卷山河萬(wàn)馬騰”，天下聞名的錢江潮會(huì)因大橋的建設(shè)變小或消失嗎？專家經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬及模型實(shí)驗(yàn)，肯定地說(shuō)，大橋?qū)﹀X江潮景觀沒(méi)有影響。專家的一項(xiàng)研究用了９個(gè)多月的時(shí)間，經(jīng)過(guò)科學(xué)測(cè)量、計(jì)算和模型實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)果是：建橋前，觀潮勝地鹽官潮頭的高度在２米～２．５米；建橋后，鹽官的潮頭高度不會(huì)降低２厘米，肉眼完全看不出來(lái)。屆時(shí)，宏偉的杭州灣大橋?qū)⑴c"萬(wàn)千人盡回頭望，一片銀山駕海來(lái)"的錢江潮交相生輝，使這獨(dú)有的旅游資源更為迷人，而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。
