杭州湾跨海大桥总体设计.ppt

杭州湾大桥简介•杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥，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，是世界上最长的跨海大桥，成为继美国的庞恰公里，是世界上最长的跨海大桥，成为继美国的庞恰特雷恩湖桥后世界第二长的桥梁特雷恩湖桥后世界第二长的桥梁•开工时间：2003年11月14日•贯通时间：2006年6月26日•启用时间：2008年5月1日•载有：双向六车道•跨越：杭州湾 •地点：嘉兴市海盐和宁波市慈溪•设计结构：跨海大桥•最长跨度：325米•总长度：36公里每小时（等于36千米每小时）•桥下净空：47米•设计时速：100公里（等于100千米）•总投资约：118亿大 桥 概 况大桥大桥设南、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（钢箱梁，钢箱梁，又叫钢板箱形梁，是大跨径桥梁常用的结构形式又叫钢板箱形梁，是大跨径桥梁常用的结构形式。

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预应力混凝土连续箱梁结构 预应力混凝土•为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，预先对受拉区的混凝土施加压力后的混凝土就是预应力混凝土工程建设难点工程建设难点•工程规模大、海上工程量大 •自然环境恶劣•制定总体设计方案难度很大 •建设目标要求高，施工组织与运难度大工程规模大、海上工程量大工程规模大、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 自然环境恶劣自然环境恶劣 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。

制定总体设计方案难度很大制定总体设计方案难度很大 l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 l　　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 建设目标要求高，施工组织与运行管理难度大l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 •大桥大桥36公里的长度，使之超过了美国切萨皮克海湾桥和巴林道堤桥等世界名桥，公里的长度，使之超过了美国切萨皮克海湾桥和巴林道堤桥等世界名桥，而成为目前世界上已建成或在建中的最长的跨海大桥而成为目前世界上已建成或在建中的最长的跨海大桥• 大大桥亮点之一亮点之一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在南航道再往南在南航道再往南在南航道再往南1 1．．．．7 7公里，就在离南岸大公里，就在离南岸大公里，就在离南岸大公里，就在离南岸大约约1414公里公里公里公里处处，有一个面，有一个面，有一个面，有一个面积积达达达达1.21.2万平万平万平万平方米的海中平台。

方米的海中平台方米的海中平台方米的海中平台该该平台在施工期平台在施工期平台在施工期平台在施工期间间，将作，将作，将作，将作为为海上作海上作海上作海上作业业人人人人员员生活基地，海上生活基地，海上生活基地，海上生活基地，海上救援、救援、救援、救援、测测量、通信、海事量、通信、海事量、通信、海事量、通信、海事监监控平台大控平台大控平台大控平台大桥桥建成后，建成后，建成后，建成后，这这一海中平台一海中平台一海中平台一海中平台则则是一个海是一个海是一个海是一个海中交通服中交通服中交通服中交通服务务的救援平台，同的救援平台，同的救援平台，同的救援平台，同时时也是一个也是一个也是一个也是一个绝绝佳的旅游休佳的旅游休佳的旅游休佳的旅游休闲观闲观光台  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 大大桥亮点之二亮点之二技术创新技术创新1、杭州湾跨海大桥总体设计、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、、大直径超大直径超长钢管管桩设计、制造、防腐和施工成套技、制造、防腐和施工成套技术 大大桥钢桥钢管管桩桩基基础础具有具有桩长桩长、大直径、数量巨大的特点大直径、数量巨大的特点桩长桩长达达8989米，米，桩桩径径为为1.51.5米和米和 1.6 1.6 米米总计总计54745474根通过过近一年多近一年多钢钢管管桩桩基基础础施工，施工，进进度快，度快，质质量好，量好，证证明明这这一一选择选择是是 正确的。

正确的其其创创新点是：超新点是：超长长整整桩预桩预制；内外螺旋制；内外螺旋焊焊接；三接；三层层熔融熔融环环氧粉末涂装；埋弧自氧粉末涂装；埋弧自动动焊焊工工艺艺；大直径不等壁厚；大直径不等壁厚焊焊接；接；牺牺牲阳极阴极保牲阳极阴极保护护 技术创新技术创新3、大吨位、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、大吨位50米米预应力箱梁整体力箱梁整体预制和梁上运制和梁上运输架架设技技术 其其创创新点是：新点是：结结合施工方案合施工方案对对大吨位整孔箱梁的关大吨位整孔箱梁的关键结键结构构进进行行优优化；海工耐久性混凝土性能研化；海工耐久性混凝土性能研 验验与与实实践；践；预应预应力管道真空力管道真空压浆试验压浆试验与与实实践；箱梁梁上运梁和架践；箱梁梁上运梁和架桥桥机架机架设设的的综综合技合技术术。

技术创新技术创新5、海洋环境下混凝土结构耐久性研究、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 6、杭州湾跨海大、杭州湾跨海大、杭州湾跨海大、杭州湾跨海大桥桥河工模型与河工模型与河工模型与河工模型与桥桥墩局部冲刷研究墩局部冲刷研究墩局部冲刷研究墩局部冲刷研究 20022002年年年年8 8月，通月，通月，通月，通过专过专家家家家组鉴组鉴定，研究成果定，研究成果定，研究成果定，研究成果总总体达到国体达到国体达到国体达到国际际先先先先进进水平，其中水平，其中水平，其中水平，其中实实体模型体模型体模型体模型中涌潮的模中涌潮的模中涌潮的模中涌潮的模拟拟方法和方法和方法和方法和试验试验技技技技术术以及分布式以及分布式以及分布式以及分布式浑浑水生潮系水生潮系水生潮系水生潮系统统和沙量随潮和沙量随潮和沙量随潮和沙量随潮变变化的加沙化的加沙化的加沙化的加沙系系系系统统方面达到国方面达到国方面达到国方面达到国际领际领先水平。

先水平20042004年年年年获获得浙江省科技得浙江省科技得浙江省科技得浙江省科技进进步二等步二等步二等步二等奖奖 技术创新技术创新7、跨海长桥全天候运行测量控制关健技术研究、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 技术创新技术创新8、灾害天气对跨海长桥行车安全的影响研究及对策、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执行9 9、新型、新型、新型、新型桥桥梁伸梁伸梁伸梁伸缩缩装置技装置技装置技装置技术术采用了荣采用了荣采用了荣采用了荣获获国家技国家技国家技国家技术发术发明二等明二等明二等明二等奖奖的的的的LBLB多多多多项变项变位位位位桥桥梁伸梁伸梁伸梁伸缩缩装置装置装置装置其其创创新特点是：新特点是：LBLB单单元式多向元式多向变变位位桥桥梁伸梁伸缩缩装置装置针对传统针对传统模数式及梳形伸模数式及梳形伸缩缩装置存在的不足，装置存在的不足，特特别别是在是在悬悬索索桥桥、斜拉、斜拉桥桥桥桥梁的梁的纵纵、横、扭、横、扭转转等多向等多向变变位功能上展开了广泛的研究与位功能上展开了广泛的研究与实实践，本践，本着着“ “安全、舒适、安全、舒适、经济经济、耐用、方便、耐用、方便” ”的宗旨，成功研制的新一代的宗旨，成功研制的新一代桥桥梁伸梁伸缩缩装置，装置，该该技技术处术处于国于国际领际领先水平先水平 技术创新技术创新10、跨海长桥建设信息化管理技术、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以上科技以上科技以上科技创创新已有新已有新已有新已有5 5项项通通通通过过交通部和交通交通部和交通交通部和交通交通部和交通厅厅的的的的鉴鉴定，其成果定，其成果定，其成果定，其成果总总体达到体达到体达到体达到国国国国际领际领先水平，先水平，先水平，先水平，为为国内同国内同国内同国内同类桥类桥梁的建梁的建梁的建梁的建设设提供借提供借提供借提供借鉴鉴 科技特色 　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为长7070米、宽米、宽1616米、高米、高4.04.0米、重米、重21802180吨的预应力混凝土箱梁，最吨的预应力混凝土箱梁，最长的构件为长度长的构件为长度8484米、直径米、直径1.61.6米的超长钢管桩，这种构件可称得米的超长钢管桩，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，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，保证大桥保证大桥100100年的寿命，设计者专门研制了一整套防治海水腐蚀的年的寿命，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桥将是一座" "数字化大桥数字化大桥" "科研单位将利用硬件及接口技术、网络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，平均每体系，整座大桥将设置中央监视系统，平均每1 1公里就有公里就有1 1对监视器对监视器这样，不仅大桥可进行科学合理的维护管理，而且大桥这样，不仅大桥可进行科学合理的维护管理，而且大桥" "身体身体" "的健的健康状况也在实时掌握中目前，本项目已向交通部申报康状况也在实时掌握中目前，本项目已向交通部申报1717项大桥工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。

程关键性科研立项项目，在国内桥梁界也是少见的 • 图 片片 欣欣 赏图片片欣欣赏。