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36公里，建成后將是世界上最長的跨海大橋，比連接巴林與沙特的法赫德國王大橋還長11公里。杭州灣大橋2002年經(jīng)國家計委批準(zhǔn)立項，2003年6月8日奠基，預(yù)計2008年建成通車，屆時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交通圈。大橋總投資預(yù)計超過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。來自民間的資本占了總資本的一半，大橋收費年限為30年，收費標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計為55元/輛。大橋建造成本很高，除經(jīng)濟成本外，人力成本也很高。大橋橋?qū)?3米，為雙向六車道，設(shè)計時速100公里，設(shè)計使用壽命100年以上。大橋設(shè)有南、北兩個航道，其中北航道寬325米，高47米可通航3萬5千噸級船舶；南航道寬125米，高31米可通航3千噸級船舶。在離南岸約14公里處，設(shè)計有一個面積達1.2萬平方米的交通服務(wù)救援海上平臺，同時也是一個旅游休閑觀光平臺。 【工程概況:】 杭州灣跨海大橋是國道主干線－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，設(shè)計時速100Ｋｍ／ｈ，設(shè)計使用年限100年，總投資約１1８億元。大橋設(shè)南、北兩個航道，其中北航道橋為主跨４４８ｍ的鉆石型雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，通航標(biāo)準(zhǔn)35000噸；南航道橋為主跨318ｍ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的跨海大橋，大橋主體工程確保2003年內(nèi)順利開工建設(shè)，2008年建成，2009年通車。 2001年9月成立項目公司，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。公司資本金中民營企業(yè)投資占到50.25%。本項目商請國家開發(fā)銀行、中國工商銀行、中國銀行、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，2009年通過大橋的車流量達5.2萬輛，2015年達8萬輛，2027年達9.6萬輛。經(jīng)測算，大橋財務(wù)內(nèi)部收益率將達8.03～10.1%，投資回收期14.2年，投資回報率15.10%（不含建設(shè)期）、12.58%（含建設(shè)期） 【工程特點: 】 ▲(１)橋最長、工程量最大是本工程的最大亮點 大橋36公里的長度，使之超過了美國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的跨海大橋。 據(jù)初步核定，大橋共需要鋼材76.9萬噸，水泥129.1萬噸，石油瀝青1.16萬噸，木材1.91萬立方米，混凝土240萬立方米，各類樁基7000余根，為國內(nèi)特大型橋梁之最。南灘涂50米＊16米箱梁采用整孔預(yù)制，大型平板車梁上運梁的工藝，開創(chuàng)了國內(nèi)外重型梁運架的新紀(jì)錄。 水中區(qū)引橋70米＊16米箱梁采用整孔制、運、架一體化方案，單片梁重達2180噸，為國內(nèi)第一。水中區(qū)引橋打入鋼管樁直徑1.5-1.6米,樁長約80米,總數(shù)超過4000根,其鋼管樁工程規(guī)模全國建橋史上第一。 ▲(2)建設(shè)條件之復(fù)雜是本工程的一大難點 杭州灣為世界三大強潮海灣之一。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，實測最大流速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，對大橋基礎(chǔ)施工帶來一定的影響。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 大橋在設(shè)計中首次引入了景觀設(shè)計的概念。景觀設(shè)計師們借助西湖蘇堤“長橋臥波”的美學(xué)理念，兼顧杭州灣水文環(huán)境特點，結(jié)合行車時司機和乘客的心理因素，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，有一個面積達1.2萬平方米的海中平臺。該平臺在施工期間，將作為海上作業(yè)人員生活基地，海上救援、測量、通信、海事監(jiān)控平臺。大橋建成后，這一海中平臺則是一個海中交通服務(wù)的救援平臺，同時也是一個絕佳的旅游休閑觀光臺。 ▲(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。堅持尊重科學(xué)，依靠專家，廣泛開展技術(shù)咨詢和交流活動。根據(jù)專家意見提出了施工決定設(shè)計，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，突破了長期來設(shè)計決定施工的理念。預(yù)制吊裝的最大構(gòu)件為長70米、寬16米、高4.0米、重2180噸的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，最長的構(gòu)件為長度84米、直徑1.6米的超長鋼管樁，這種構(gòu)件可稱得上是舉世無雙。為了減輕海水中氯離子對大橋鋼材和混凝土的腐蝕，保證大橋100年的壽命，設(shè)計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"?？蒲袉挝粚⒗糜布敖涌诩夹g(shù)、網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)、圖像圖形技術(shù)、人工智能技術(shù)、計算數(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、建設(shè)及養(yǎng)管的科學(xué)評價體系，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對監(jiān)視器。這樣，不僅大橋可進行科學(xué)合理的維護管理，而且大橋"身體"的健康狀況也在實時掌握中。目前，此項目已向交通部申報17項大橋工程關(guān)鍵性科研立項項目，在國內(nèi)橋梁界也是少見的。 ▲(５)民營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內(nèi)第一家以地方民營企業(yè)為主體，投資超百億的國家特大型交通基礎(chǔ)設(shè)施項目。大橋資本金38.5億元，其中民營資本占了50%以上，共有17家省內(nèi)民營企業(yè)憑著日益增強的經(jīng)濟實力進行投資入股?？梢哉f，大橋項目的投資體制和建設(shè)模式，對拓寬民營資本的投資領(lǐng)域，建立民營資本與國有資本有機結(jié)合的投資模式，取得政府和企業(yè)“雙贏”的經(jīng)營機制作出了積極、有益的探索。 【建設(shè)的重要性和緊迫性 】 杭州灣位于我國改革開放最具活力，經(jīng)濟最發(fā)達的長江三角洲地區(qū)。建設(shè)杭州灣跨海大橋，對于整個地區(qū)的經(jīng)濟、社會發(fā)展都具有深遠的、重大的戰(zhàn)略意義。 ▲（1）直接促進寧波、嘉興經(jīng)濟社會的發(fā)展，帶動周邊地區(qū)杭州、紹興、臺州、舟山、溫州等地的發(fā)展，并對全省、乃至長江三角洲南翼地區(qū)的整體發(fā)展產(chǎn)生積極影響。據(jù)統(tǒng)計，杭州、寧波、溫州、紹興、臺州五市的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、社會的進一步騰飛注入新的活力，為全省整體綜合實力的提高發(fā)揮更大作用。大橋工程尚未全面開工，杭州灣兩岸的慈溪市、余姚市、嘉興的海鹽縣已涌動“大橋經(jīng)濟”。在對新區(qū)科學(xué)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，首期開發(fā)已呈現(xiàn)轟轟烈烈場面，投資商已在這里紛紛落戶。 ▲（2）主動接軌上海擴大開放，推動長江三角洲地區(qū)合作與交流，進一步提升綜合競爭力和國際競爭力。上海作為全國最大的經(jīng)濟中心城市，是中國走向國際化的重要平臺。在新世紀(jì)新階段，寧波要建設(shè)現(xiàn)代化的國際港口城市，實現(xiàn)經(jīng)濟的大發(fā)展、大跨躍。就必須接軌大上海，融入長三角，走向國際化。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，融入國際大都市經(jīng)濟圈。這對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，提高浙江省綜合競爭力，具有十分深遠的積極作用。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）有利于推進城市化發(fā)展戰(zhàn)略。大橋建設(shè)將進一步密切嘉興、寧波、紹興、臺州等城市的聯(lián)系，促進杭州灣城市連綿帶和沿海對外開放扇面的形成，從而將這一區(qū)域提升為以上海為龍頭的、具有國際競爭力的都市群的最重要組成部分。同時，大橋建設(shè)對周邊縣市的城市化發(fā)展也將產(chǎn)生深遠影響，慈溪、海鹽等地瞄準(zhǔn)這一千載難縫的戰(zhàn)略機遇，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，促進新區(qū)新城的崛起。 ▲（4）作為我國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)濟中心城市的競爭力。大橋建設(shè)也有利于支持上海國際航運中心建設(shè)，促進寧波、舟山深水良港資源的整合開發(fā)和利用，有利于旅游業(yè)的發(fā)展和國防建設(shè)，有利于緩解杭州過境（滬杭甬高速）公路交通的壓力。 【進展和部分影響】 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，并無人光顧，現(xiàn)在已成投資寶地，地價打著滾上漲；而在大橋的南端慈溪，一座大橋新城已拔地而起，房價也迭創(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；而東錢湖旅游開發(fā)區(qū)也已日趨成熟——用寧波人的話說，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，只兩個多小時的車程，和到杭州差不多遠，上海人沒有理由不來。”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行，并提供了建設(shè)隧道的經(jīng)驗。１９９３年我國已建成國內(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。 按道理，建設(shè)跨海隧道在技術(shù)上不存在大的問題，但是由于建設(shè)如此長的隧道，建設(shè)周期長，資金需求過大，專家們也考慮過"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，花費的資金將更大，建設(shè)周期也更長。專家們經(jīng)過反復(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，最后決定以橋梁代替隧道。 杭州灣大橋冠名之爭 杭州灣大橋連接寧波和嘉興地域，這一世界最長的跨海大橋的橋名，如果能把當(dāng)?shù)氐牡孛舆M去，如杭州灣寧波跨海大橋，或杭州灣嘉興跨海大橋，這對當(dāng)?shù)氐闹仍趪鴥?nèi)外的影響，都是一個天大的良機。特別是寧波，建造這一跨海大橋最早是由寧波提出來的，而且自己要花數(shù)十億資金來建造這座大橋，似乎更有對這一大橋的冠名權(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)都要爭相購買，更何況這樣一座即將成為舉世聞名的超級大橋呢！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命名，如美國的奧克蘭大橋、法國的諾曼底大橋，當(dāng)然也有以兩端的地名來命名的，如我國的汕頭海灣大橋，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。 對錢江潮景觀沒有影響 “天排云陣千雷震，地卷山河萬馬騰”，天下聞名的錢江潮會因大橋的建設(shè)變小或消失嗎？專家經(jīng)過數(shù)值模擬及模型實驗，肯定地說，大橋?qū)﹀X江潮景觀沒有影響。專家的一項研究用了９個多月的時間，經(jīng)過科學(xué)測量、計算和模型實驗，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降低２厘米，肉眼完全看不出來。屆時，宏偉的杭州灣大橋?qū)⑴c"萬千人盡回頭望，一片銀山駕海來"的錢江潮交相生輝，使這獨有的旅游資源更為迷人，而產(chǎn)生的經(jīng)濟效益更為可觀。
