杭州湾大桥建造施工技术简介课件

目录一、工程概况二、工程的特点和难点三、特殊地质应对策略四、海洋长大钻孔桩综合施工技术五、海洋环境下墩身和承台施工技术六、跨度50m箱梁施工技术七、跨度70m箱梁施工技术八、小结一、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。

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。

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。一、工程概况

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）

一、工程概况二、工程的特点和难点

(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。

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。

二、工程的特点和难点

(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。

(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。

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。

二、工程的特点和难点

(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。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，本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。

二、工程的特点和难点

(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。

二、工程的特点和难点特殊地质情况：在勘察时，在南引桥滩涂区发现压力较大的浅层气，其甲烷含量在95％以上。可燃性强，有强烈喷发的可能，分布在标高-50m以下的粉细砂层。浅层气的诸多不定因素将对钻空桩的施工安全带来隐患。应对策略：为了保证钻空桩施工的安全，根据浅层气的分布情况，采取了集中排放和零星排放两种预排放的措施。集中排放采用石油系统采集天然气的设备进行可控制放气，在钻空桩施工前6个月进行，单井放气需要2个月；零星排放利用钻探船抛锚定位直接钻探放气。三、特殊地质应对策略设置目的：可将海上繁重的作业转移到平台上，从而加快钻空桩施工的进度。设计原则：1）满足平台在风、浪、潮作用下的安全性要求；2）有利于平台的周转；3）结构标准化、模块化，能和栈桥有互换性；4）满足钻空桩施工需要。四、海洋长大钻孔桩综合施工技术1、海上钻孔平台搭设四、海洋长大钻孔桩综合施工技术钻孔桩平台搭建中四、海洋长大钻孔桩综合施工技术钻孔区平台拆除之后四、海洋长大钻孔桩综合施工技术平台基础采用打入式钢管桩，平台纵横梁均采用标准的“321”贝雷桁架，上铺正交异性桥面板形成平台四、海洋长大钻孔桩综合施工技术平台结构形式：分为钻孔区、施工通道区和材料堆放区。钻空桩施工完毕后，保留施工通道区和材料堆放区，钻孔区平台拆除，周转到其余墩区。1）桩基设计情况：桩长≥81m，桩径为1.5m和2.0m。持力层为硬塑粘土。2）钢护筒施工：采用QUY80履带式起重机配合DZ180型振动锤进行振沉施工。2、海上钻孔四、海洋长大钻孔桩综合施工技术3）钻孔机械的选择的原则：具有足够大的扭矩；能够满足长大钻孔桩气举反循环要求；可以实现泥浆分离。4）选择的设备：QJ250-1型工程钻机；KPG-300型工程钻机；ZX-250型泥浆分离器四、海洋长大钻孔桩综合施工技术5）ZX-250型泥浆分离器的运用，可有效的过滤出泥浆中的砂子，从根本上控制了泥浆含沙量，保证了钻孔桩的质量。四、海洋长大钻孔桩综合施工技术6）气举式反循环钻机的运用，解决了传统工艺因钻孔过深而无法抽出孔内土、渣的难题，加快了钻孔桩的施工进度。四、海洋长大钻孔桩综合施工技术7）钢筋笼冷挤压对接工艺，比传统焊接连接工艺相比，大大节省了材料，缩短了时间，保证了质量。四、海洋长大钻孔桩综合施工技术8）长线法钢筋笼加工工艺，系采用螺旋卷制机，钢筋笼冷挤压对接工艺，比传统焊接连接工艺相比，大大节省了材料，缩短了时间，保证了质量。四、海洋长大钻孔桩综合施工技术9）超声波探孔仪，可以直观地观察到长大钻孔每个断面的情况，其运用实现了成孔质量定量检查。四、海洋长大钻孔桩综合施工技术施工完毕的钻孔桩四、海洋长大钻孔桩综合施工技术

主桥的墩身和承台施工是杭州湾大桥需要解决的重大难题之一，施工单位针对海洋的特殊环境，在施工中开发、应用了以装配式混凝土底板钢围堰工艺、福特斯FORMTEX透水模板布材料为代表的多项新工艺和材料，大大提高了工效，节约了成本，保证了结构物的内在和外观质量。

下面介绍一下采用的主要新技术五、海洋环境下墩身和承台施工技术

装配式混凝土底板钢吊箱围堰，采用混凝土板底模代替钢板底模五、海洋环境下墩身和承台施工技术FORMTEX透水模板布，改善了混凝土表面配合比，避免了表面砂眼和裂纹的产生，提高了混凝土的抗腐蚀性能和外观质量五、海洋环境下墩身和承台施工技术1、工程设计简介：南引桥滩涂区桥梁上部结构为50m先简支后连续的预应力混凝土连续箱梁，基本联长为20联8x50m和6联7x50m，总共26联，共计404片箱梁。

箱梁采用单箱单室截面，顶宽15.8m，底宽6.625m，梁高3.2m，悬臂长3.9m，斜腹板。

预制梁段的边梁和中梁分别重1430t和1425t。是同类施工方案中吨位最大的结构。六、跨度50m箱梁施工技术2、整孔箱梁施工方案的主要内容：

1）预制厂规划；

2）制梁台座结构设计；

3）存梁台座结构设计；

4）模板工程方案；

5）钢筋工程；

6）混凝土工程；

7）预应力工程；

8）整孔箱梁运输；

9）整孔箱梁架设。六、跨度50m箱梁施工技术3、工程的难点和重点：重点：50m梁的预制、运输和架设。难点：1）大吨位箱梁整孔预制的综合施工技术。

2）海工耐久混凝土的配合比设计及施工工艺。

3）大吨位箱梁运输、架设的施工技术（重点介绍）。

4）大吨位箱梁先简支后连续的体系转换施工技术。六、跨度50m箱梁施工技术4、整孔箱梁运输和架设

六、跨度50m箱梁施工技术

1）、预制场内搬运：ML800轮胎式搬运机有主梁、支腿、大车运行机构、起升机构、吊梁小车、吊具、司机室、动力系统、液压系统、电气系统等部分组成。

它具有吊梁纵横向运行、原地90°转向、荷载自平衡（三吊点）和轮组压强自动均衡等功能。

4、整孔箱梁运输和架设

六、跨度50m箱梁施工技术

2）、整孔箱梁提升上桥：HM800轮轨式提梁机由主梁（桁架结构）、刚性支腿（桁架结构）、柔性支腿、吊梁小车、吊具、走形平台、司机室、电气系统等部分组成。

它具有原地起吊箱梁、横移箱梁、轻载（200吨）自力走行（组装、解体运梁机和架桥机）、荷载自动均衡（三吊点）等功能。

4、整孔箱梁运输和架设

六、跨度50m箱梁施工技术

3）、整孔箱梁架设：LGB1600步履式架桥机由主梁、吊梁小车、吊具、前后支撑、前后支腿以及动力、液压、机械传动、电控系统等部分组成。

它具有将箱梁起吊、横移、纵移并精确落梁、整机自力过孔等功能。

1、工程设计简介：杭州湾跨海大桥海上引桥上部结构全部采用跨度70m先简支后连续的预应力混凝土连续箱梁，全桥70m箱梁共计540片，海上分布长达18.27km（双幅）。

箱梁采用单箱单室截面，顶宽15.8m，底宽6.25m，梁高4m，斜腹板。

70m箱梁预制架设具有形体大、重量重（2200t）、起