杭州湾跨海大桥——世界最长的跨海大桥工程总投资:160亿元工程期限:1993年——2008年杭州湾跨海大桥北通航孔,采用主跨448米的钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥,可通过35000吨级船舶。
两座主塔高187米。
钱塘江,发源于安徽黄山,纵贯浙北地区14个县市。
因水道曲折,形如反写的“之”字,故又称之江、浙江。
蜿蜒迤逦的钱塘江在奔流500多公里后,最终经杭州湾汇入大海。
杭州湾以壮观的钱塘海潮闻名天下,北宋文学家苏东坡曾以“八月十八潮,壮观天下无。
”来形容。
不过苏学士绝然不会想到,在他身后一千年,会有一个更加壮丽的人造奇观,从杭州湾上跃海而出,这就是世界最长的跨海大桥——杭州湾跨海大桥。
杭州湾跨海大桥工程自2003年6月8日正式奠基,于2008年5月1日正式通车。
大桥北起嘉兴海盐市乍浦港以西6公里的郑家埭村,南至宁波市慈溪庵东镇水路湾,桥身整体呈S形,全长36公里,由327米长的南北引桥、1486米长的南北通航孔桥和34.187公里长的高架桥面组成,总长相当于21座武汉长江大桥,足以让世界百米冠军全速跑上一个小时!大桥总投资约114亿元,设计寿命100年以上,可以抵御12级台风和强烈海潮的冲击。
桥面为双向六车道高速公路,路基宽度35米,设计时速100公里。
两边设有3米宽的紧急停车带,车子发生故障后可以紧急靠边停泊。
大桥设有北、南两个通航孔,其中北通航孔采用主跨448米的钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥,可通过35000吨级船舶,两座主塔高187米;南通航孔采用A型单塔单索面钢箱梁斜拉桥,可通过3000吨级船舶,一座主塔高202米。
在大桥中部,离南岸大约14公里处的海里,还建有一个万余平方米的海中平台,面积略大于足球场。
该平台距大桥约150米左右,用匝道与大桥相连。
在施工期间作为施工平台,大桥建成以后作为海中交通服务的救援平台。
平台上有一个高高的观光塔,游客既可俯瞰波澜汹涌的大海,也可以一览大桥的雄姿。
大桥北岸连接线自西塘桥互通接入沪杭高速步云枢纽,总长29.1公里,投资额17.8亿元。
大桥南岸连接线自慈溪庵东互通接入宁波绕城高速公路,总长55.3公里,投资额34.3亿元。
大桥和两岸连接线总投资约160亿元,项目资本金主要由宁波与嘉兴地方政府及民间企业出资,其余65%来着银行贷款。
根据审批,大桥收费年限为30年,收费标准为80元/辆,预计2009年通过大桥日车流量可达5.2万辆,2015年达8万辆,2027年达9.6万辆;用十五年的时间可收回全部的投资成本。
杭州湾跨海大桥技术复杂、工程浩大,创下多项世界纪录,在五年建设工期中,共消耗钢材76.9万吨,超过三峡工程的用钢量;消耗水泥129.1万吨,可装满400列火车。
此外还有木材1.91万立方米,石油沥青1.16万吨,混凝土240万立方米。
施工人员共在海中打下钢管桩5513根、钻孔桩3550根,其中最大的一根钢管桩直径1.6米、桩长约89.5米,重量超过74吨,其钢管桩工程规模创下世界纪录。
大桥沿线在管桩基础上,共浇筑承台1272座,每座面积相当于一个篮球场,高度超过两层楼;浇筑高架墩身1428座,为国内特大型桥梁之最。
大桥水中引桥区共有540片70米×16米箱梁,单片重达2180吨,采用整孔制、运、架一体化方案,为此特别研制了世界最大的1600吨级架桥机和亚洲最大的3000吨级海上起吊船。
大桥北通航孔桥杭州湾跨海大桥还是一座“数字化大桥”。
科研单位利用硬件及接口技术、网络及数据库技术、图像图形技术,建立了一套大桥管理养护系统,整座大桥设置中央监视系统,平均每1公里就有1对监视器。
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。
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。
杭州湾地区气候复杂多变,这里与巴西的亚马逊河河口、印度的恒河河口被并称为世界三大强潮海湾,每秒最大流速达6米;每天两次潮涨潮落,最高潮汛水位达7.2米,潮水落差4-6米,由此形成壮观的钱塘潮;这里也是强台风经常光顾的区域,平均每年夏季有台风2次以上。
恶劣的施工条件使全年有效工作日不足180天,其工程难度可想而知。
可以说建设杭州湾跨海大桥,是世界建桥史上的一项伟大创举和建设奇迹。
在这项世界级桥梁工程建成通车后,从宁波到上海的路程将缩短120多公里,时间只需2个小时,每年平均减少运费20多亿元。
在不久的将来,环绕着杭州湾,将形成一个由上海、嘉兴、杭州、绍兴、宁波、舟山组成的大型都市圈,大桥对于推动长三角区域经济发展具有重要意义。
前期筹备工作长达十年宁波与上海密切关系,现在的上海人中,有三分之一祖籍来自宁波,由此可见一斑。
然而自古以来,宁波与上海的交通却受杭州湾天堑阻隔。
两座城市的直线距离尽管只有100多公里,但如果从海上走,傍晚5点开船,第二天早上六七点才能到。
选择陆路,就必须绕经杭州才能到上海,沿着杭州湾勾勒出一个大大的V字,全程超过350公里;坐火车得6个小时,即便是高速公路也得耗费4个小时以上的时间。
慈溪是宁波紧邻杭州湾的一个县级市,早在上世纪80年代,慈溪的乡镇企业蓬勃发展,它们大多与上海的大企业有着千丝万缕的联系,频繁地往返于宁波和上海,使慈溪人深感交通问题已经成为阻碍宁波经济发展的重要因素。
在上世纪80年代末的慈溪市人代会上,开始有代表提出建造杭州湾大桥的设想。
1992年10月,中央决定加快上海浦东开发开放速度,尽快把上海打造成国际金融贸易中心。
如何解决杭州湾阻隔,打开浦东南大门,快捷沟通“上海—宁波”的通道问题,开始被提上议事日程。
1993年6月9日,宁波市计委有关人士起草了一份“建设杭州湾通道对接轨浦东和加快长江三角洲及东南沿海地区重要性”的内部材料。
1994年2月17日,宁波市“两会”结束后,宁波成立了杭州湾大桥前期工作领导小组,并开始了长达八年的项目论证工作。
能否在海上造桥,不是随便拍拍脑袋就能决定的。
要打开宁波的“北大门”,究竟是建桥?还是挖隧道?巨大的问号拦在众人面前。
1994年4月,宁波市政府委托世界著名桥梁专家——林同炎院士和李国豪院士进行预可行性研究,并邀请国家计委、交通部、桥梁专家和当地有关部门参与,开设了关于杭州湾大桥对当地经济、交通、地质、水文等多项领域的课题研究。
当时,林同炎和李国豪,尽管都已八十多岁,但两位老人仍坚持前往杭州湾,亲自乘坐气垫船进行考察。
他们一致认为,在杭州湾建桥,技术上没有问题。
在杭州湾大桥的选址问题上,曾有7个方案:南岸虽一直定在慈溪,却在70公里的北岸选址上摇摆不定。
综合考虑水文地质及通航等综合因素,最终胜出的是乍浦方案。
其实不仅在桥址选择上如此“难产”,在此之前,杭州湾大桥还差点“胎死腹中”。
当1993年宁波市政府正式提议建桥时,浙江省内还有另外3个跨越杭州湾的通道方案也开始了论证,而宁波由于技术难度太大,处于非常不利的地位。
经过7年多的深入研究和多方争取,直至2000年6月21日,浙江省政府第37次常务会议,才作出了建设杭州湾跨海大桥的决定,并且明确指出“杭州湾大通道位置选择确定为北接乍浦、南接慈溪庵东镇方案……通道建设以宁波为主”。
杭州湾大桥选址问题,终于尘埃落定。
2001年2月20日,由浙江省计委、交通厅主持召开的“杭州湾通道预可补充报告(隧道方案)评审会”上,与会专家一致认为大桥方案优于隧道方案,因为隧道造价是建桥的2倍,且技术难度更大。
当年4月23日,交通部报国家计委的函中明确提出“同意建设杭州湾交通通道工程”,并首次提出将名称改为“杭州湾跨海大桥工程”。
2001年年底,通过招标,确定由中交公路规划设计院、中铁大桥勘测设计院和交通部三航院联合承担杭州湾大桥的设计任务,总设计师为中交公路规划设计院副总工程师王仁贵。
2002年4月30日国务院正式批准大桥立项,其后开始前期准备工程。
2003年6月8日,工程举行奠基仪式,第一根钻孔灌注桩在南岸滩涂区开始施工,正式拉开了杭州湾跨海大桥的建设大幕。
工程主要由中铁大桥局、中铁二局、中铁四局、广东长大、中港二航局等单位负责施工,施工人员数量近万人。
大桥会影响举世奇观钱塘潮吗?在天下奇观钱塘潮上,建一座世界最长的跨海大桥,两大景观是相得益彰,还是此消彼长?这不仅牵动着普通百姓的心,也引起中央领导的关注。
在第一次研究大桥项目的国务院总理办公会议上,时任国务院总理的朱镕基特别询问:跨海大桥会不会影响钱塘潮?工程指挥部迅速委托浙江省水利水电河口海岸研究设计院就此作专门研究。
研究人员根据最新的水文资料和海底地形图,完全按照杭州湾海床实际建造巨大模型,模型的上边界是上海市金山卫,下边界是萧山的老盐仓。
与实际不同的是,大模型中已建起了长长的杭州湾公路大桥。
科研人员可直观地看到大桥对潮水的影响:钱江潮还是在高阳山一带起潮,在八堡、新仓一带成为壮观的“交叉潮”,在盐官形成整齐的“一线潮”,在老盐仓出现“回头潮”。
经9个多月的科学测量和计算后,结论为钱塘潮起潮地点在大桥上游尚有30多公里。
建桥前,盐官的潮头高度在2米至2.5米之间;建桥后,盐官的潮头高度的降低不会超过2厘米,肉眼完全看不出来。
浅海区桥墩施工,旁边是长达10公里的施工栈桥。
解决施工拦路虎杭州湾大桥作为世界级工程,在建设过程中解决了诸多棘手的技术问题。
大桥建设者们获得了250多项技术革新,取得了以9大核心技术为代表的自主创新成果,有6项关键技术达到国际领先水平。
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。
杭州湾地区地质复杂,大桥南岸有长达10公里的滩涂区,施工设备、车辆、船只难以进入。
而且在浅滩地表以下50-60米的区域里,零星分布着寿命1万年以上的浅层沼气。
这些施工时从海底不断冒出的浅层沼气有井喷和燃烧的风险;厉害时,能从海底冲出海面二三十米,把施工船冲翻,严重影响大桥施工。
指挥部组织的专题研究小组在深入研究后,决定在海底约5米厚的沙土层最高点打孔,然后把装有气压阀的小管道钻入天然气田来控制放气。
放气还要掌握好节奏,不能太急太快,因为放得多会造成地面沉降。
在滩涂区的钻孔灌注桩施工中,通过增加泥浆的比重来平衡气压。
这种施工工艺在世界同类地理条件中还是首创。
针对滩涂区车辆难以进入的问题,中铁四局花费1.68亿元建造了10公里长的施工栈桥,解决了滩涂施工难题。
浅海打桩在浅滩桥墩施工中采用钻孔灌注桩基础,而杭州湾软土层厚度超过30米,下方岩石层又深达160多米,为了确保大桥的安全牢固性,又避免高成本和高技术风险,大桥采用了打摩擦桩的方案,也就是利用泥土的包围摩擦来固定桩身桥体。