杭州湾跨海大桥技术介绍
2013-11-25
杭州湾大桥是一座横跨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，建成后将是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。杭州湾大桥2002年经国家计委批准立项，2003年6月8日奠基，预计2008年建成通车，届时从浙江宁波到上海莘庄的陆路距离只有179公里，缩短了120公里左右，从而也大大缓解已经拥挤不堪沪杭甬高速公路的压力，形成以上海为中心的江浙沪两小时交通圈。大桥总投资预计超过160亿人民币，其中大桥36公里，118亿；北岸连接线29.1公里，17亿；南岸连接线55.3公里，34亿。来自民间的资本占了总资本的一半，大桥收费年限为30年，收费标准预计为55元/辆。大桥建造成本很高，除经济成本外，人力成本也很高。大桥桥宽33米，为双向六车道，设计时速100公里，设计使用寿命100年以上。大桥设有南、北两个航道，其中北航道宽325米，高47米可通航3万5千吨级船舶；南航道宽125米，高31米可通航3千吨级船舶。在离南岸约14公里处，设计有一个面积达1.2万平方米的交通服务救援海上平台，同时也是一个旅游休闲观光平台。 【工程概况:】 杭州湾跨海大桥是国道主干线－同三线跨越杭州湾的便捷通道。大桥北起嘉兴市海盐郑家埭，跨越宽阔的杭州湾海域后止于宁波市慈溪水路湾，全长36Ｋｍ。大桥建成后将缩短宁波至上海间的陆路距离 120余公里。 杭州湾跨海大桥按双向六车道高速公路设计，设计时速100Ｋｍ／ｈ，设计使用年限100年，总投资约１1８亿元。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。杭州湾跨海大桥是目前世界上已建或在建的最长的跨海大桥，大桥主体工程确保2003年内顺利开工建设，2008年建成，2009年通车。 2001年9月成立项目公司，大桥建设投资额为118亿，资本金为38.5亿元。其中，宁波方占90%股份，嘉兴方占10%股份。公司资本金中民营企业投资占到50.25%。本项目商请国家开发银行、中国工商银行、中国银行、浦发银行等四家银行贷款70亿元，已签订贷款协议。 大桥本身的经济效益是吸引投资者看好的重要基础。据交通流量调查推测，2009年通过大桥的车流量达5.2万辆，2015年达8万辆，2027年达9.6万辆。经测算，大桥财务内部收益率将达8.03～10.1%，投资回收期14.2年，投资回报率15.10%（不含建设期）、12.58%（含建设期） 【工程特点: 】 ▲(１)桥最长、工程量最大是本工程的最大亮点 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，而成为目前世界上已建成或在建中的最长的跨海大桥。 据初步核定，大桥共需要钢材76.9万吨，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。 ▲(2)建设条件之复杂是本工程的一大难点 杭州湾为世界三大强潮海湾之一。在自然条件方面，受风、流、潮、气的影响比较大。 风：受台风、热带风暴影响较大，小气候易产生龙卷风。 流：平均流速2．39m／s，实测最大流速5 m／s以上。 潮：潮流紊乱，冲刷严重。 南岸滩涂地下50米深处有浅层气分布，对大桥基础施工带来一定的影响。由于自然条件比较复杂，一年的有效工作日不足200天。 ▲(3)桥景结合是本工程的一大闪光点 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。 杭州湾水文地质条件复杂。最终将大桥的方案确定为高低错落、蜿蜒有序的S形，是用以保证桥梁各段的桥轴线与涨潮和落潮的主流垂直，减少建桥对水流速度的影响。此外，S形曲线有利于缓解司机的旅途疲劳。 在南航道再往南1．7公里，就在离南岸大约14公里处，有一个面积达1.2万平方米的海中平台。该平台在施工期间，将作为海上作业人员生活基地，海上救援、测量、通信、海事监控平台。大桥建成后，这一海中平台则是一个海中交通服务的救援平台，同时也是一个绝佳的旅游休闲观光台。 ▲(４)科技含量之高是本工程的一大特色 科技含量之高首先体现在施工工艺上。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为长70米、宽16米、高4.0米、重2180吨的预应力混凝土箱梁，最长的构件为长度84米、直径1.6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，保证大桥100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。 杭州湾跨海大桥将是一座"数字化大桥"。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1公里就有1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"身体"的健康状况也在实时掌握中。目前，此项目已向交通部申报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。 ▲(５)民营资本比例之高是本工程的一大创举 杭州湾跨海大桥是目前国内第一家以地方民营企业为主体，投资超百亿的国家特大型交通基础设施项目。大桥资本金38.5亿元，其中民营资本占了50%以上，共有17家省内民营企业凭着日益增强的经济实力进行投资入股。可以说，大桥项目的投资体制和建设模式，对拓宽民营资本的投资领域，建立民营资本与国有资本有机结合的投资模式，取得政府和企业“双赢”的经营机制作出了积极、有益的探索。 【建设的重要性和紧迫性 】 杭州湾位于我国改革开放最具活力，经济最发达的长江三角洲地区。建设杭州湾跨海大桥，对于整个地区的经济、社会发展都具有深远的、重大的战略意义。 ▲（1）直接促进宁波、嘉兴经济社会的发展，带动周边地区杭州、绍兴、台州、舟山、温州等地的发展，并对全省、乃至长江三角洲南翼地区的整体发展产生积极影响。据统计，杭州、宁波、温州、绍兴、台州五市的GDP占全省的70%以上，工程建设将使这些地区的发展如虎添翼，为区域经济、社会的进一步腾飞注入新的活力，为全省整体综合实力的提高发挥更大作用。大桥工程尚未全面开工，杭州湾两岸的慈溪市、余姚市、嘉兴的海盐县已涌动“大桥经济”。在对新区科学规划的基础上，首期开发已呈现轰轰烈烈场面，投资商已在这里纷纷落户。 ▲（2）主动接轨上海扩大开放，推动长江三角洲地区合作与交流，进一步提升综合竞争力和国际竞争力。上海作为全国最大的经济中心城市，是中国走向国际化的重要平台。在新世纪新阶段，宁波要建设现代化的国际港口城市，实现经济的大发展、大跨跃。就必须接轨大上海，融入长三角，走向国际化。大桥的建设，将大大缩短浙东南沿海与上海之间的时空距离，有更大范围、更高层次、以更优越的区位地理优势，融入国际大都市经济圈。这对于辐射浙江省广大腹地，优化提升产业结构，改善投资和发展环境，吸引外资，提高浙江省综合竞争力，具有十分深远的积极作用。杭州湾跨海大桥工程建设，将为优化发展环境，进一步吸引和利用外资，创造更为优越的条件。 ▲（3）有利于推进城市化发展战略。大桥建设将进一步密切嘉兴、宁波、绍兴、台州等城市的联系，促进杭州湾城市连绵带和沿海对外开放扇面的形成，从而将这一区域提升为以上海为龙头的、具有国际竞争力的都市群的最重要组成部分。同时，大桥建设对周边县市的城市化发展也将产生深远影响，慈溪、海盐等地瞄准这一千载难缝的战略机遇，已有科学的规划设想，大力吸引人口、产业的集聚，促进新区新城的崛起。 ▲（4）作为我国沿海大通道中的第一座跨海大桥，突破了杭州湾的瓶颈，优化了国道主干线的路网布局，改变了宁波交通末端状况，有利于实施环杭州湾区域发展战略网，大大提升了宁波这一极具发展潜力的经济中心城市的竞争力。大桥建设也有利于支持上海国际航运中心建设，促进宁波、舟山深水良港资源的整合开发和利用，有利于旅游业的发展和国防建设，有利于缓解杭州过境（沪杭甬高速）公路交通的压力。 【进展和部分影响】 根据5月18日的最新消息 杭州湾跨海大桥大桥计划于2007年6月合龙，2008年建成通车。 建大桥对宁波及浙东发展产生的积极影响已经初现。“大桥北端的嘉兴海盐一带原先是一片沼泽地，并无人光顾，现在已成投资宝地，地价打着滚上涨；而在大桥的南端慈溪，一座大桥新城已拔地而起，房价也迭创新高；此外，大桥生态农庄已经建成，目标直指为上海提供新鲜果蔬；而东钱湖旅游开发区也已日趋成熟——用宁波人的话说，上海人非常迷恋西湖，而东钱湖不仅水质好，面积是西湖4倍大，更有相当多的人文景观，大桥建好后，只两个多小时的车程，和到杭州差不多远，上海人没有理由不来。”宁波当地一名媒体记者如是表述。从宁波市区至杭州湾大桥，一条专道连接线正在建设中，路程由原来的79公里缩短为56公里；在大桥的北端，上海与嘉兴的连接线也在建设中。 【杭州湾大桥趣闻】 海底隧道的设想 在决定建设杭州湾跨海大桥之前，有关人士曾有建一座海底隧道的设想。在水下建隧道的最大好处，是能全天候越海通车，完全不受大风影响。著名的英吉利海峡隧道早已建成运行，并提供了建设隧道的经验。１９９３年我国已建成国内第一条水下大型沉管隧道。上海的黄浦江隧道也早已建成。我国海峡两岸也有学者还在积极论证用海峡隧道把两岸连接起来。 按道理，建设跨海隧道在技术上不存在大的问题，但是由于建设如此长的隧道，建设周期长，资金需求过大，专家们也考虑过"桥隧结合"的设想，这要在杭州湾中建造规模巨大的人工岛，花费的资金将更大，建设周期也更长。专家们经过反复权衡利弊得失，考虑到杭州湾海床辽阔，通航要求不高，两岸的拆迁工程不多等情况，建造桥梁的方案有着明显的优势，最后决定以桥梁代替隧道。 杭州湾大桥冠名之争 杭州湾大桥连接宁波和嘉兴地域，这一世界最长的跨海大桥的桥名，如果能把当地的地名加进去，如杭州湾宁波跨海大桥，或杭州湾嘉兴跨海大桥，这对当地的知名度在国内外的影响，都是一个天大的良机。特别是宁波，建造这一跨海大桥最早是由宁波提出来的，而且自己要花数十亿资金来建造这座大桥，似乎更有对这一大桥的冠名权。而嘉兴认为桥的一头是落脚在该地域，至少桥名要体现嘉兴。现在许多大城市中穿越马路的天桥名，企业都要争相购买，更何况这样一座即将成为举世闻名的超级大桥呢！但有关专家认为，目前世界上一些知名大桥大都以跨越的水域海域来命名，如美国的奥克兰大桥、法国的诺曼底大桥，当然也有以两端的地名来命名的，如我国的汕头海湾大桥，日本著名的明石大桥等。至于杭州湾大桥最终起什么名，只能拭目以待。 对钱江潮景观没有影响 “天排云阵千雷震，地卷山河万马腾”，天下闻名的钱江潮会因大桥的建设变小或消失吗？专家经过数值模拟及模型实验，肯定地说，大桥对钱江潮景观没有影响。专家的一项研究用了９个多月的时间，经过科学测量、计算和模型实验，得出的结果是：建桥前，观潮胜地盐官潮头的高度在２米～２．５米；建桥后，盐官的潮头高度不会降低２厘米，肉眼完全看不出来。届时，宏伟的杭州湾大桥将与"万千人尽回头望，一片银山驾海来"的钱江潮交相生辉，使这独有的旅游资源更为迷人，而产生的经济效益更为可观。
