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文档简介

国外的跨海大桥丹麦STOREBAELT跨海大桥厄勒海峡大桥韩国巨济岛——釜山连岛大桥其他几座著名的跨海大桥

跨海大桥设计与施工中的关键技术主要内容1.跨海工程建设动态2.跨海工程建设的技术难点3.跨海桥梁设计与施工新技术4.结论1.跨海工程建设动态1.1欧洲(Europe)1.1.1英、法海峡(ChannelbetweenBritish﹠France)1.1.2小、大带海峡(GreatBeltStrait)、厄勒海峡(Ele-Strait)1.1.3意大利墨西拿海峡(MessinaStrait)1.1.4其他著名跨海大桥英、法海峡(ChannelbetweenBritish﹠France)

自然状况:海面宽37公里,平均水深40米;

1750年,法国人德马雷(Desmarets)提出跨海工程,无具体方案;

1802年,拿破仑向英国提出建海底马车隧道,采用矿山法;

1973年,英国加入欧共体,经济剧增,到1984年,海峡运输量增加1倍;

1984年,法国总理密特朗和英国首相撒切尔夫人协议修建跨海工程;

1985年10月,建设方案投标:方案1:欧洲桥梁(桥梁方案),方案2:欧洲道路(桥隧结合方案),方案3:海峡快速路(高速公路隧道方案),方案4:海峡隧道(铁路+穿梭铁路车载汽车方案)---中标方案;

1987年7月,正式开工;

1993年12月,工程竣工;1994年5月,英国女王和法国总理密特朗主持通车仪式。英吉利海峡隧道(欧洲最长)

全长50公里,其中37.2公里在海底,12.8公里在两端的陆地下面.于1988年动工兴建,总造价达100亿英镑(合150亿美圆),由英法两国共同建造1944年5月7日正式通车.工程是在英吉利海峡最窄的地方建造两条各长50公里的铁路隧道供汽车和“欧洲之星”高速列车运行,将伦敦和巴黎之间的旅行时间缩短到3小时。英吉利海峡隧道平面布置图英吉利海峡隧道剖面图英法海底隧道位置略图小、大带海峡(GreatBeltStrait)、厄勒海峡(Ele-Strait)

小带海峡:宽0.8公里,水深40米;

1933年,建成钢衔架桥;1970年,建成小海带悬索桥;大带海峡:宽18公里,水深50米;

西槽宽6.6公里,公铁两用,预应力混凝土梁,跨度110.4米;东槽宽6.8公里,公路:535+1624+535米悬索桥+19孔193米P.C梁;铁路:2-内径Ø7.7米海底隧道,各长8公里,埋深78米;1950年酝酿方案,1990年开工,1998年竣工;厄勒海峡:宽15公里,水深较浅;

丹麦侧:3.75公里沉埋隧道;中间段:4.2公里人工岛和短桥;瑞典侧:7.47公里跨度121米低桥+490米大跨斜拉桥;1993年开工,2000年全线开通。更便捷的通道是自汉堡向北跨费曼带海峡到丹麦西伦岛,称为“飞鸟线路”.

大带东桥效果图厄勒海峡大桥厄勒联络线

厄勒海峡大桥概况桥梁设计桥梁施工1厄勒联络线

在丹麦的哥本哈根(Copenhagen)与瑞典的马尔默(malmo)之间的resund海峡上.己经建成了公铁两用的厄勒联络线(resundFixedLink)(见上图),其总长度达16km。其中.海峡两岸之间的主要工程包括:(1)在丹麦Kastrup海岸边填筑的一个长430m的人工半岛;(2)在Kastrup与Saltholm岛之间的航道下修建总长4050m公铁两用沉管隧道;(3)为了保护萨尔特(Saltholm)岛上的野生生物.在其南侧填筑一个长4055m.而积约为1.3k㎡的人工岛.并在人工岛上建设隧道出口、铁路、公路以及高架桥;(4)在人工岛与瑞典的Lernacken之间修建总长达7845m的跨海大桥.亦即木文所指的厄勒海峡大桥;(5)在瑞典的Lernacken修建收费站和控制中心。1997年5月按1990年价格所做的预算.resund联络线总造价为147亿DKK(丹麦克朗).Ifn按现行价格.竣工造价逾200亿DKK。resund联络线是形成欧洲铁路交通网络的14个重点项目之一,因而得到了欧盟的则政支持。历经5年多的施工,己在2000年7月1日建成通车。2厄勒海峡大桥概况

厄勒海峡大桥在平而上处于半径很大的曲线上。水平曲线依靠各墩间直析架构件角度的微小变化得到。它是一座上层为公路.卜层为铁路的公铁两用大桥.总长7845m。包括141+160+490+160+141m的双塔双索而五跨连续钢析梁主梁斜拉桥、与人工岛上高架桥相连接的跨径组合为4X120+18X140m,总长3014m的西引桥和跨径组合24X140+3X120m,.总长3739m,与瑞典岸相连的东引桥。引桥的120m跨度部分位于近岸的一端。该桥在公铁两用斜拉桥中位居世界第一。主桥立面图大桥上层为4车道公路,下层为双线铁路,其横断面图如下:

主桥下的Flinterenden航道宽370m,桥下通航净高57m,主桥斜拉索呈竖琴布置(平面平行索面)。梁上索距20m,塔上索距12m。所有的墩塔基础都是预制沉箱,它们被安装在埋入海床面以下的哥本哈根石灰岩上。两座主塔呈H形,没有上横梁。主塔在海平面以上的高度达204m。大桥的主要工程量为:结构用钢85000t;混凝土260000m3;钢筋43000t;斜拉索3000t。主塔示意图3桥梁设计3.1主塔基础3.2主塔3.3主桥主梁3.4斜拉索3.5主桥边跨及引桥下部结构3.6引桥上部结构

主塔基础为带内隔墙的箱格形有底沉箱.其底面尺寸为35X37.18m,详见图。它的底板、肋板、竖向墙板和顶板均为预应力混凝上结构。每个沉箱重约20000t。主塔基础设计受船舶撞击力控制。在沉箱仓格内填充砂、卵石或压重混凝上.以增加重量.抵抗船舶撞击力。主塔基础及其两侧的各3个桥墩基础周围.均抛石形成椭圆形的防护结构。

主塔是该桥的标志性建筑。从美学角度考虑.塔柱外形被设计成五边形。朝向内侧的立面是竖直的.该立面与斜拉索面的距离为2.3m.使斜拉索位于公路之外的安全处.其余侧面是自下而上渐变倾斜的。由于斜拉索呈竖琴形布置.并且出于景观考虑.桥面以上的塔柱间不设横梁。桥面以上的独立塔柱高度几近140m.显得高大、挺拔而和谐。为了受力的需要.在横梁以上的塔柱内布置了较多的竖向钢筋。

主梁为钢桁梁。高10.2m,节间距20m。斜腹杆的倾角与斜拉索的倾角相匹配.使得桥梁外观更加简洁明快。钢桁梁之上为设横向预应力的混凝土公路桥面。下层的铁路被置于桁梁之内.设计为封闭的钢箱桥面。双层桥面使得公路车辆与高速列车分开.不但提供了充分的舒适与安全感.而且汽车和火车的乘客都能有良好的视野。

实际上.每一个锚固点都有两根相距很近的位于同一竖直面内相互平行的斜拉索。本桥采用了由70根钢绞线组成的斜拉索。每根钢绞线由7丝5mm镀锌高强钢丝组成.外包PE套管.且在钢丝之间以及钢绞线和套管之间以蜡填充。整根斜拉索再用带螺旋形肋的PE套管防护。这种具有螺旋形肋的套管.可以有效地降低斜拉索因雨或风导致的振动。斜拉索上端锚固在塔内的钢锚箱上。两根相对应的斜拉索的水平分力直接由钢锚箱承受;而垂直分力则通过抗剪螺栓传递到塔柱混凝土上。斜拉索下端锚固在钢桁梁的大斜角的三角形支架的横梁上,支架再将索力传递到下弦节点上。

主桥边跨的辅助墩和过渡墩的基础是预制安装的沉箱结构。墩身由预制的混凝土箱形构件组成。辅助墩能够抵抗上部结构的上拔力。引桥下部结构见图。引桥基础也采用沉箱,支承在开挖出的海床以下的哥本哈根石灰岩上。沉箱底而与岩面之间的空隙,用压力灌注的水泥混凝上充填。沉箱的底面尺寸有18mX20m和18mX24m两种。沉箱顶面在安装以后高于海面4m。沉箱重量按“Svanen”号起重船的起吊能力控制。引桥墩身是预制的空心钢筋混凝土构件。其高度13~51m,重900~3300t。沉箱和墩身内充填砂、卵石或混凝土。

引桥上部结构为复合钢桁架,详见图。上层为预制安装的混凝土公路桥面板,下层为预制安装的铁路桥面混凝土槽形梁。钢桁架为矩形中空断面杆件的全焊结构,节间距20m,斜杆倾角约45°,下弦节点处以横梁相连续。桁梁中空杆件内通相对湿度低于60%的干燥空气,防止腐蚀。引桥横断面图4桥梁施工4.1塔身的施工4.2主桥上部结构施工

塔柱混凝上用爬升模板浇注,见图。每一节段高度4m,施工周期约5~9d。横梁在塔柱超过其顶标高后再施工。用起重船将横梁模板及其支架和预制好的钢筋骨架吊装到设计位置,并固定到已施工的塔柱上。横梁混凝土分3次浇注。首次浇注1/3。首次浇注的混凝上与模板支架共同承受后浇混凝土的重量。混凝上用海上搅拌船搅拌供应。主塔施工

主桥钢桁架在瑞典的Karlskrona生产。先在船厂加工成20m长的构件.再被焊接成6个140m和2个120m的节段。造好的钢桁梁节段用驳船运到马尔默北部港口.在那里浇注公路的混凝上桥面板。制造完成的节段用“Svanen”号吊运至现场安装。为了在现场分段架设主梁节段.建造了塔架式的临时墩。主桥上部结构的架设过程如图所示.(1)在东主塔的西侧约120m处设置临时墩。将吊运来的140m长节段架设在东主塔横梁和临时墩上,如下图;(2)将另一140m长的节段吊运安装在前一节段端头和其东侧的辅助墩上,把以上两个节段连接之后开始对称地安装和张拉斜拉索,如下图;

(3)把主桥东端的一节140m长的节段吊运安装在辅助墩和过渡墩上;在主跨跨中设置临时墩.再安装120m长的主梁节段于两临时墩上。连接主梁节段后.安装并张拉斜拉索,如下图;(4)把靠近东塔的临时墩移到西塔东侧约120m处。按与上述相似的顺序.安装主桥西面半跨主梁及斜拉索。主桥合拢后.拆除临时墩,如下图.引桥基础沉箱的吊装,见下图.“天鹅号”架设厄勒海峡桥(主跨490米)丹麦STOREBAELT跨海大桥

在丹麦STOREBAELT正在建造连接西欧大陆和北欧跨海交通枢纽工程,该工程是世界上最大的跨海交通工程之一,主要由以下三部分组成,见下图:

(1)西桥:全长6.6km,为公路、铁路两用混凝土桥梁;(2)东海底隧道:全长8.8km,为铁路专用海底隧道;(3)东桥:为连接SPROGO和ZEALAND两岛之间的高架悬索公路桥,桥塔由钢筋混凝土制成。STOREBAELT大桥在欧洲的位置

本节主要介绍东桥,丹麦STOREBAELT东桥是由意大利伊利集团所属COINFRA公司总承包。该工程完工后,使西欧通向北欧的交通更加便利。见下面的示意图:

东桥设计为双向4车道,每侧还分别设有一紧急停车带。全长约为6.8km,其中悬索主跨为1624m,不影响有东部运河之称的东部国际水道的通航。两边跨长各为535m,东部引桥长2529m(与ZEALAND相连),西部引桥为1567m(与SPROGO相连)。丹麦STOREBAELT跨海大桥的具体情况引桥

主跨(悬索桥)

加劲板的制作

箱型梁的拼装

运输和梁段的准备

临时索缆

主索缆的复合

1引桥

像这种超大型的钢结构的设计是基于将每个钢梁段全部在陆地上拼装好,然后用特殊的驳船运到施工现场.梁段是由内设纵向腹板密闭箱型梁构成。带加劲的桥面板从内部与箱梁固定,悬索桥两边的引桥由两部分连续梁组成,一部分在HALSSKOV一侧(全长2529m),另一部分在SPROGO一则(全长1657m)。引桥共有23个梁段,每段跨度为193m,每段重约2400t。2主跨(悬索桥)

悬索桥全长2700m,其中主悬索跨为1624m,加劲梁是一个由锚脚到锚脚的连续梁。悬索桥是由59个宽为31m,长为48m,高为4m,重为530t(平均)的加劲钢箱梁组成.梁的外表面由加劲钢板制成.悬索桥主要结构系统包括直径为827mm的两主索缆,两主索缆在桥面间距为27m.每根主缆由37束索股组成,每个索股由503丝直径为5.38mm镀锌钢丝组成,每根主缆共含有18600丝钢丝.两主索缆由安装在索塔顶部的特殊地板和固定在锚脚上的斜面地板支撑.主缆与加劲梁之间设平行竖直吊索,中距为24m。3加劲板的制作

用于生产引桥和悬索桥桥梁的加劲钢板是由意大利的CMF工厂制作的。为了确保加劲板的质量,专门设计了一条流水线。加劲板是在20X4(m)的基板上焊接6排纵向槽钢和5排横向T型加劲制成的。总共生产了7139块重为80000t的加劲板并通过水路用包租的货船运往拼装地。4箱型梁的拼装

用于引桥的107个箱梁和用于悬索桥的29个梁段是在葡萄牙的SINES拼装的,余下的用于悬索桥的30个梁段是在意大利的TARANTO拼装完成的.为了使拼装符合精度要求,设计和制造了专门的拼装设备和搬运设备.为确保施工现场安装时各段在一条直线上,在出厂前进行了预拼装并完成面漆喷涂。5运输和梁段的准备

箱梁用远洋驳船由SINES和TARANTO运到丹麦的AALBORG。共装运39船,每次装运引桥箱梁5个或悬索桥梁段4个.运进、运出采用专用多轮液压设备.在AALBORG,准备了一个约200000㎡的场地,配备了各种搬运、储存、焊接设备(引桥箱梁要进行焊接,使其达到193m)、补漆,为梁段装上驳船运往现场安装做最后的准备。6临时索缆

为了给初期的索缆有一个适当的支撑使其有一个需要的垂度和在安装过程中便于进入主索缆,在两个主索塔之间和两主索塔至两锚脚之间建造了两个栈桥.栈桥桥面由钢绳上面铺镀锌钢网制成。在栈桥的下方安装了抗风暴系统,使其在恶劣的气候条件下有较高的稳定性,同时在上方安装了吊车索道,用于运箱材料.在主索缆复合之前,要在背对主索塔临时偏转板上安装一个抗张牵索,以保证当主索塔满负荷时,主索塔处于垂直位置。7主索缆的复合

主索缆的复合采用四闭路气动旋纺技术,交替地在两主索缆上工作。主跨和边跨的索缆是由18648丝直径为5.38mm相互平行无缠绕的高强抗拉镀锌钢丝组成.为了施工和锚固方便,将其分为37束,每束504丝.钢丝束的复合是用可控张力方法来完成的,此方法受风力的影响较小.总共19500t钢丝在112天内复合完成.当索缆复合完成后,立即用特殊的液压挤压机将其挤压成圆形。索缆的外表面用直径为3.5mm的钢丝缠绕,并在表面涂上保护层,保护层包括铅油,中层漆和环氧树脂面漆.吊索与主索缆连接的卡具是通过安装在主索缆上的C型框架式滑车来安装的.卡具螺栓的张紧由液压动力装置来完成。意大利墨西拿海峡(MessinaStrait)

连接意大利本土与西西里岛,海峡宽3.3公里,水深120米,海底有断层,且位于地震活动区。1955年,成立墨西拿跨海集团(GPM);1969年,公开征集方案如下:

(1)主跨3300米悬索桥;

(2)大跨斜拉桥;

(3)潜式浮墩桥;

(4)半潜式隧道;

绝大多数方案选择主跨3300米悬索桥,最终中标。墨西拿海峡是世界跨海工程设计的练兵场,也将是世界跨海大桥工程的一座丰碑!

意大利墨西拿海峡跨海大桥

经过多年的讨论,意大利终于承诺建造连接意大利主大陆与西西里岛的大桥。这座跨越墨西拿海峡的大桥建成后长3690米,70米宽,将成为世界上最长的悬索桥。整座桥包括桥用拉索的重量约为30万吨,如果将所有的拉索首尾相接,能够绕地球5圈。意大利墨西拿大桥把状似皮靴的本土与状似足球的西西里岛连为一体。意大利墨西拿海峡跨海大桥效果图意大利墨西拿海峡跨海大桥效果图1.2欧非两洲之间(Europe—Africa)

直布罗托海峡(GibraltarStrait)

连接欧洲西班牙与非洲摩洛哥,海峡长87公里。东A线:宽14公里,最大水深950米,西B线:宽26公里,最大水深300米。

海底有断层,且位于地震活动区,是目前世界上最为艰巨的工程项目。1979年,两国开始合作进行可行性研究,开过多次国际会议,吸引全世界知名的桥梁、隧道公司和专家提出方案。

(1)大跨度悬索桥,L=2000米、3500米、5000米,深水墩水深300~470米;

(2)隧道:半潜式、沉管、深埋式。

直布罗陀海峡桥隧通道方案图

直布罗陀海峡桥隧方案剖面图

跨桥纵剖面中心呈现一个深沟槽,离两岸7km各有一个相对浅的滩,水深不超过100m,于是提出这样的设想(上图):在邻近两岸的大陆架上铺设一条隧道,上面则构成摩洛哥和西班牙的航道,中间部分横跨一座300m跨度的桥,支撑在拴索式浮桥墩上。选择沉管隧道是为了使出口处岩堤防护深度不超过80m,而且这样的航道可避开靠近两岸的浅滩。在岸和洞门岛间主要采用低墩的固定桥。既然建在水深不超过30m处,那么传统的设计和施工方法就足够了。短的河堤载面向海中延伸至水深10m处。依照这样的设计,长26km的跨桥的一半就由浮桥构成,剩下不足1/4部分由隧道和洞门人工岛构成,而固定桥和河堤则保持着整个桥的平衡.平面图及立面图固定锚平面图直布罗陀海峡隧道

直布罗陀海峡地理上位于欧非大陆的分界处,两块陆地在此仅有15公里之隔。因此,直布罗陀海峡是两陆间修建海底运输隧道的合适地点。从1980年开始,摩洛哥和西班牙共同研究了与隧道所有有关的法律、经济、应用科学以及技术上的问题。意大利专家提出建设连接欧非大陆海底隧道方案

意大利的科研人员和技术工程专家目前正探讨在欧洲与非洲两个大陆之间建设一条海底隧道的可能性,并提出了一项初步方案。根据这一方案,这条海底隧道的两端分别是意大利南部的西西里岛和临海相望的非洲国家突尼斯首都突尼斯,总长136km,预计造价为200亿欧元。该隧道建成后将是世界上最长的海底隧道,极大地方便欧洲和非洲两大陆之间的贸易往来。

推荐的直布罗陀海峡随道海底线路平面图

推荐的直布罗陀海峡隧道纵断面

推荐的直布罗陀海峡隧道工程断面

直布罗陀海峡大桥直布罗陀海峡大桥参考桥型1.3欧亚两洲之间(Europe—Asia)

博斯普鲁斯海峡(BosporousStrait)

位于土耳其境内,海峡宽1公里。中古时期,土耳其人在海峡上架设军用浮桥;1973年,建成博斯普鲁斯一桥悬索桥,主跨1074米;接着又建成并列的博斯普鲁斯二桥悬索桥,主跨1090米;后又建成博斯普鲁斯三桥悬索桥,主跨1168米。

博斯普鲁斯大桥

土耳其伊斯坦布尔市博斯普鲁斯海峡大桥,跨度虽然只有1560m,但它却是一座架在欧、亚两大洲上的洲际桥梁。博斯普鲁斯大桥其他几座著名的跨海大桥美国旧金山金门大桥悉尼海港大桥美国纽约Verrazano-NarrowsBridge旧金山奥克兰跨海新桥巴林一沙特阿拉伯跨海大桥日本獭户内海大桥丹麦大贝尔特桥多多罗大桥法国诺曼底大桥韩国巨济岛——釜山连岛大桥美国旧金山金门大桥

从美国加利福尼亚州圣弗朗西斯科城(旧金山)有多个角度,都能看到金门大桥的红色桥塔。许多人认为金门大桥是世界是最美的大桥,自然也是最壮观的景色之一。它横跨于圣弗朗斯科湾入口年,把旧金山城与北加利福尼亚连接起来,金门大桥的设计和建成只用了4年多时间,于1937年投入使用,从而不再需要乘渡船横越圣弗朗西斯科湾了,大桥凭借两根94厘米粗的钢缆悬挂着。两桥塔之间的主跨度为1280米,这仍是世界是最长的跨度之一。桥塔高227米,是世界是最高的桥塔。从旧金山城这端步行通过大桥到另一端的马林县要花半小时。金门大桥是世界上第一座真正的巨型悬索桥。当大雾笼罩着大桥,只有桥塔顶端仿佛飘浮在半空中隐约可见时,桥塔看上去特别惊心动魄。金门大桥悉尼海港大桥

这座大桥整个工程的全部用钢量为5.28万吨,铆钉数是600万个,最大铆钉重量3.5公斤,用水泥9.5万立方米,桥塔、桥墩用花岗石1.7万立方米,建桥用油漆27.2万升,从这些数字足可见铁桥工程的雄伟浩大。在30年代的条件下,能在大海上凌空架桥,实为罕见。整个悉尼大桥桥身长度(包括引桥)1149米,从海面到桥面高58.5米,从海面到桥顶高达134米,万吨巨轮可以从桥下通过。桥面宽49米。悉尼大桥的最大特点是拱架,其拱架跨度为503米,两个桥墩上还各建有一座桥塔,塔高95米。悉尼海港大桥美国纽约Verrazano-NarrowsBridge旧金山奥克兰跨海新桥

旧金山奥克兰跨海新桥的东段为独塔自锚式钢悬索桥.主桥长565m.主跨385m。缆索锚固在东墩处的主梁上并环绕至西墩上.吊杆设在正交异性钢箱梁的外侧.间距为10m.主梁横梁设在箱梁的内侧.间距为5m。两箱梁间用间距30m的横梁连接.箱梁处于受压状态用以平衡缆索的张拉力。旧金山奥克兰跨海新桥巴林——沙特阿拉伯跨海大桥

巴林-沙特阿拉伯跨海大桥位于波斯湾,该桥全长25km,曾经是世界上最长的跨海大桥。日本獭户内海大桥

日本獭户内海大桥,跨海距离9.6km,把本州与四岛连接起来。早在1942年,日本已建成连接本州和九州的关门海底隧道(日本州的下关至九州的门司),加上青函隧道.日本四大岛的陆路交通已经连为一体。丹麦大贝尔特桥1999年以前大贝尔特大桥是世界上最长吊桥。大贝尔特桥可译为“大带桥”,是横穿丹麦大贝尔特海峡,将西兰岛和菲英岛连接在一起的交通动脉。位于哥本哈根西120公里处。该工程总投资55亿美元,由西桥、海底隧道和东桥三部分组成,全长17.5公里。丹麦大贝尔特桥多多罗大桥多多罗大桥法国诺曼底大桥韩国巨济岛——釜山连岛大桥

韩国己开始修建一条更快更方便的连岛大桥工程.这将花费15亿美元.估计于2010年修建完工。8.2km长的连岛大桥将减轻南部沿海通向巨济岛高速公路的拥堵情况。整个跨海工程分成三部分.主要由两座斜拉桥(见图)及韩国首次采用的沉埋隧道组成。第一部分是一座三塔斜拉桥.主跨为230m.第二部分为一座双塔斜拉桥.主跨为475m。沉埋隧道是三部分之一,计划在繁忙的航道下沉埋一条通到釜山集装箱终端码头的隧道.水下50m的深度使其成为迄今为止世界最深的沉埋隧道。韩国巨济岛——釜山连岛大桥布置简图

由于连岛工程完全在露天的条件下修建.将面对台风和巨浪的考验,在设计施工的同时,工程使用一套快速系统,使设计尽量符合施工的需要。除了斜拉桥的主塔以外,大桥的所有部分(包括基础及桥墩)都在岸上预制,因此有意识地将尽量多的结构单元由岸上的预制场中完成。全部计划是最大限度的采用在岸上预制,尽可能减少海上作业工作,以便避免由于桥址处的恶劣天气的影响。由于有大型浮吊,所以可以采用十分巨大的预制构件。

由于巨济岛上没有合适的预制场位,只能在距桥址35km的海岸处设场。即从沉井至桥面构件均需渡海运至桥位。目前正在预制主塔墩的巨型沉井。由于海底的地质条件是沉积上及砂上的覆盖层下有了强弱不等的岩石,沉井基础及引桥基础可按最适当的条件进行设计。承受双塔斜拉桥的巨大沉井基础将分3个阶段进行组拼。底节沉井分为两半,在岸滩上预制,其重量控制在浮吊的承重范围内。每半件的平面尺寸为19mX20.5m,高14m,自重2400t。吊运至海中后以现浇的上半层混凝上将其连为一体。将完成的沉井单元跨海运输至施工桥位后,再下降到在海床上预设的3个小型衬垫上。再在沉井与海床间的缝隙间进行灌浆。部分沉井的安装见图2。当沉井安全着陆后,在沉井内即填以松散的碎石,以减少隔舱内墙上的压力。再在沉井顶面浇筑5m厚的塔柱底座混凝土,它将以1m一层的方式浇筑,以减少有害的热效应。部分沉井的安装图

斜拉桥的桥面均为通用的4车道结合型结构。每座斜拉桥采用2m高的钢板梁上铺250mm厚的混凝土桥面。其设计简洁,较正交异性箱梁更轻更节约,但较高的外缘轮廓在空气动力性能上比箱梁较差。对双塔斜拉桥进行了全面的风洞试验。依据试验结论,决定在双塔斜拉桥的全长上增设翼缘导流板,以增加桥面的稳定性;由于三塔斜拉桥跨度较短及具有较高的强度,在风荷载下是稳定的,因此可不必改变其设计。

两座斜拉桥的混凝上桥塔均采用底座为曲线的钻石形.选用这一设计是因它比常规的“H”形桥塔在风振性能上有所改善.并且内缩的桥塔底座可使基础尺寸缩小。塔柱的曲率符合美学原理.这一曲线形的塔柱应考虑实际施工的方法。塔柱为主要结构项目中惟一未采用预制的构件。由于常规的提升模板在修建中最小的曲线半径为135m.空心的塔柱勉强符合此条件因此可采用常规的爬模施工每节段4m。1.4亚洲—日本(Japan)

1.4.1本州-四国:纪淡海峡(“世界桥梁博物馆”)

1.4.2本州-九州:长岛海峡1.4.3本州-北海道:津轻海峡1.4.4四国-九州:丰予海峡

本州-四国:纪淡海峡

纪淡海峡:宽11公里,最深120米;明石海峡:宽4公里,最深120米;

1963年开始规划,1973年陆续动工,公铁两用,规模宏大,目前均已建成通车,代表性工程有8座。悬索桥:明石海峡桥、大鸣门桥、下津井桥、南备赞、北备赞;斜拉桥:柜石桥、岩黑桥、生口桥。

明石海峡大桥

明石海峡大桥是神户—淡路—鸣门线路上的主要桥梁。该桥设有6车道,设计时速100km/h,桥梁位于本州侧神户市垂水区和淡路岛侧的津名郡淡路町之间的明石海峡上。在宽4km的海峡中央部位约1500m宽是主要通航路线,桥下净空65m(略高于最高潮位)。因此,桥的中央跨径长度采用1990m,地震后延伸了约1m,桥的总长3911m;这是悬索桥破世界纪录的跨径,它比上一次破世界纪录的英国亨伯尔桥的主跨径增大了581m。这一工程的上部结构的重要技术课题是要确保桁梁和塔的抗风稳定性;基础工程的重要技术课题是对软岩持力层的大规模开挖以及在流速8节(相当于4m/s)情况下提出开挖对策和基础施工。本桥于1988年初开工建设,1998年7月开通交付使用,建设期历时100年。明石海峡大桥位置图1995年1月17日凌晨受日本兵库县南郊地震的影响,主跨径从1990m变更到1990.80m,3P~4A间从960m,变更到960.30m,桥梁的设计高程也发生了变化(主跨中心部位路面标高由96m提高到97m),见图1。以46m/s为基本风速,随高度增加进行修正算出设计基准风速。对风荷载来说还要考虑阵风的响应乘一个系数。桁架颤振风速的校正,以桁架设计基准风速附加风速变动乘以约1.3的安全系数,一般认为,稍低于78m/s的颤振临界风速能满足要求。地震影响图(单位:m)塔柱断面图塔柱布置图(单位:m)

明石大桥的主塔与以往的构造特征有很大的差异,在塔内设置了永久性的抑制风振的调质阻尼器。从以往塔的架设经验看,在架设时塔易发生摇摆,在成桥时,当主缆固定在塔顶上后,一般认为塔不再摇摆。但是本桥塔的高度特别大,相对柔软,在成桥后判明会发生振动。即使采用十字形断面不易摇摆的构造,讨厌的振动还是会发生的,为此必须设置调质阻尼器(TDM)。调质阻尼器的重量是塔本体重量的0.9%。对塔的大尺度变更必须杜绝,这才能达到制振的效果。然而在边跨的加劲桁和塔之间,当塔内的阻尼器发生故障时,必须设置油压阻尼器备用。缆的构造

悬索桥最主要的构件,可以说就是两根直径1.12m的主缆了。每根主缆由290根索股构成,而每根索股则由127根平行钢丝组成,见图4。主缆和琐股的断面图(单位:mm)

缆的架设工程采用了直升飞机将先导索渡海经两塔到另一侧猫道。直升飞机渡海法与以往采用FC船牵引先导索(钢丝绳)渡海的区别是前者采用了强度大、重量轻的聚酰胺纤维导绳为先导索,这才有可能实施直升飞机施工。采用这一方法是由于受强潮流的影响以及不用限制船舶航行,短期内就可实现先导索渡海。新型猫道与以往靠设置抗风绳保持抗风稳定性的老猫道相比,新猫道省去了抗风绳,代之以连接两缆间猫道的横向桥,达到制振的目的。加劲梁构造的横断面图明石海峡大桥桥型布置图本州-九州:长岛海峡

海峡宽2公里,水深70米;下关海峡桥因第一次世界大战未能修成;1973年,建成关门大桥悬索桥,主跨712米;后又建成并列的铁路隧道。

关门大桥本州-北海道:津轻海峡

津轻海峡宽23公里,水深140米;津轻东海峡宽13公里,水深270米;

清涌隧道:长54公里,在海床下100米,工期24年;通风、照明、排水、通信保养用电可供30万人的城市用电,不通汽车,仍将在津轻东修建跨海公路大桥。

日本青函海底隧道(世界最长)

青函隧道因连接日本本州青森地区和北海道涵馆地区而得名.隧道横越轻津海峡.全长54公里.海底部分23公里.青函隧道1971年正式动工,1988年建成.隧道形成了一条贯穿日本南北的交通大动脉.乘火车从青森到涵馆现在只需要50分钟.日本青函海底隧道位置示意图青函隧道剖面图主隧道横断面图四国-九州:丰予海峡

丰予海峡:宽14公里,水深200米。

1.5亚洲—中国(Asia—China)

1.5.1中国三大经济区1.5.2中国三大海峡1.5.3我国已建的跨海大桥1.5.4准备或建设中的主要跨海工程

中国三大经济区1.5.1.1环渤海经济区(辽东半岛、山东半岛、京-津-塘)1.5.1.2长三角经济区(上海、南京、杭州、宁波、厦门)1.5.1.3珠三角经济区(香港、澳门、广州、深圳、珠海)中国三大海峡1.5.2.1渤海海峡(BohaiStrait)

1.5.2.2台湾海峡(TaiwanStrait)1.5.2.3琼州海峡(QiongzhouStrait)渤海海峡(BohaiStrait)

连通海峡,可缩短沿渤海湾道路约1500公里。海峡宽120~145公里,平均水深35米,最深60米。公元前219年,秦始皇设想跨海造桥,成为世界上第一个做跨海之梦的人;1896年,李鸿章提出建桥:采用英国福斯海湾桥方案;现代方案:(1)桥梁:旅顺—庙岛列岛—蓬莱,长120公里;(2)轮渡:大连—烟台,长145公里,走火车。

渤海海峡的地形条件

渤海海峡北起辽东半岛老铁山西南角,南至胶东半岛蓬莱登州角,是渤海与黄海的天然分界线(下图)。两端最短距离约57海里(105.56),平均水深25m。北段老铁山水道宽约42m,平均水深40m以上,最深处约86m。南段庙岛列岛,有众多岩石露头的岛屿可以利用。南北向共计32个岛屿,明礁66个,暗礁16个,长滩(水深1.6~4.0m)2处,水深最大为20m左右。

庙岛列岛位于渤海海峡最狭处,基本呈一直线南北摆开,南距蓬莱登州角7km,北距旅顺老铁山42km,素有“海峡钥匙”之称。庙岛列岛共有32个岛屿(其中有居民岛10个)、16个暗礁、2处长滩(水深1.6~4.0m)。庙岛列岛南北长56.4km,东西宽30.8km,岛礁之间距离一般为2~5km。渤海海峡的地质条件

在元古代晚期(距今6亿至18亿年),庙岛列岛为一整体,与南北陆地连成一片,尚无海峡。约1.4亿年以前,该陆块断陷分离成诸岛的雏型,并形成渤海海峡。庙岛列岛位于胶、辽隆起的接合部位,北邻辽东隆起(辽东半岛),南连胶东隆起(胶东半岛),西部为渤海坳陷(渤海湾)。出露的地层分为两类:下部为夹石英岩的千枚岩,上部为夹石英岩的板岩;下部为板岩和石英岩互层,上部则为石英岩和板岩互层,岩质坚硬。第四系地层主要为残积层、坡积-洪积层、海积层。残积层由厚1~3砾石和棕红色亚粘土组成,坡积-洪积层厚度变化大,一般为20~40m,局部厚达60多米,主要由砾石、含砾亚砂土和亚粘土组成,分布于沟谷两侧、山坡地带和平缓处,有的夹有砾石层,富含钙质。海积层主要由砾石、亚粘土、粉砂、海洋生物遗骸和贝壳组成,分布于各大岛海岸线平缓处。

渤海海峡的海底地貌是很壮观的,老铁山岬和蓬莱角断壁直下海底,庙岛列岛横亘其间,潮流!沙脊夹持岛、礁纵向延伸冲刷槽和侵蚀洼地出现在海底沙脊之间。在岛间或岬角与岛屿间,槽谷和洼槽的横剖面多呈“V”字型,其底部多被沙砾覆盖,并有基岩突露,整个海峡的地势是自南向北呈阶梯下降。宽而深的老铁山水道冲刷槽位于最北端的老铁山岬之下。老铁山水道成“V”形沟谷,呈洼、脊并列相间的状态,堆积有砾石和棕色亚粘土组成的洪积层和海积层,厚度一般为1~3m;亦有砾石和含砾亚砂土或亚粘土组成的坡积、洪积层,厚度一般约20~40m。海峡北部基岩主要为片麻岩,岩石较松软。岩层之间,有牵引压性褶曲,断层规模小,岩浆活动微弱,地层深处有火山喷发出的玄武岩。海底因未作大面积调查,岩面埋深和断裂详细分布对工程来说,仍嫌不足。

渤海海峡属台风影响区,大风在12级以上。北方寒冷,冬天有冰雪,需考虑防寒。渤海海峡属不正规日潮海区,最大潮差超过4m。海峡属地震多发区,但震级只在3~4级以下。因工程重要需作地震安全评估。渤海海峡跨海通道路线中国渤海海峡地理位置修建烟大渤海海峡通道的必要性渤海是我国最大的内海,长期以来,由于宽约57海里的海峡阻隔,使东北与华东、华南沿海各地的大量客货交流或绕渤海湾“C”型运转,或短途倒装海运(上图)。这种运输格局不但在时间!运力和运输费用上造成巨大浪费,而且导致并加剧了交通和能源的双重紧张局面,极大地限制了环渤海及沿海地区的经济发展,压抑了这些地区资源能量!市场能量、开放能量、科技能量的充分释放。开辟渤海海峡跨海通道对于疏通南北交通、促进经济发展将具有重要的战略意义。桥梁方案

修建桥梁是一种常见的跨海方式,但从战备效益来看,跨海大桥的安全性不如越海隧道,科索沃战争中,多瑙河南联盟段的所有桥梁都受到轰炸攻击;从抵御自然灾害的能力看,现在国际上有一个发展趋势,就是能造隧道就尽量不造桥。1986年12月在日本山阴余部曾经发生了一个举世震惊的巨大惨案,当时正在跨海大桥上行驶的一列火车,被风速为25m/s的强风吹翻堕入海中。另外跨海大桥的技术难度也很高,同样受到跨度!水深和地质等条件的影响,建成运营后受气候变化的影响也始终存在。全隧道方案

随着经济的发展和技术的进步,特别是许多已建工程的事实使得人们的观念发生了变化,人们已经认识到“遇水架桥”已不再是唯一选择,在许多情况下“遇水钻隧”沟通两岸比建桥更为优越。整条隧道从蓬莱市东侧抹直口附近入口,经长岛、庙岛诸岛等,几乎是一直朝北,穿越老铁山航道,直奔旅顺老铁山角(图2)。设想隧道的设计宽度为双向六车道行驶,隧道全长达130km,一般汽车只需2小时左右就可以通过海峡。和建桥相比,跨海隧道具有诸多的优点:(1)可以不受大雾、台风等气候变化的影响,可全天候运行,具有稳定的运行能力和较强的抗地震能力,还可一隧多用;(2)全隧道方案具有较好的抵御战争和自然灾害的能力;(3)从生态环境的角度看,庙岛列岛由32座大小岛屿组成,南部成群北部成列,岛上森林覆盖率高达53%以上,冬暖夏凉,是候鸟迁徙的必经之地,被列为国家级自然保护区。同时,各岛又有各岛的神奇景观。桥、隧组合方案

从渤海海峡的地形特征看,庙岛列岛纵贯海峡中南部,由南至北有:南、北长山岛,石侯矶岛,高山岛,陀矶岛,大、小钦岛,南、北隍城岛等,可利用这些岛屿做“桥墩”,这种岛陆分布格局为实施跨海大桥工程提供了难得的作业依托,有20个可利用的岛、礁、滩,一般间距为3~4km,最大间距为7~8km。跨海大桥可分段建设为“小桥”,大大降低了工程难度和造价。这里是南桥段,长约75km,桥梁的标高需经航道调查,由通航船只吨位、航道净空而定。但在庙岛列岛最北部的北隍城岛向北就没有岛屿了,中间隔着老铁山水道与旅顺相望,这里的水道太宽,长达42.2km,中间还有不少海沟、海潭,水深流急,每年都在这里发生很多海洋灾害,要想架设桥梁,在目前的技术条件下是难以做到的,只能建隧道,故称北隧。此即“南桥北隧”方案或“蓬旅桥隧”(烟台蓬莱至大连旅顺)方案(图2)。这条跨海通道工程纵断面设想如图3所示。1989年,唐寰澄先生向中央建议修建的渤海海峡跨海工程,便是老铁山到蓬莱的这条线路。“南桥北隧”方案所经地区地质构造简单,依托岛屿众多,且桥梁经过地区均为坚硬的基岩;隧道经过的地区,断层规模小,岩浆活动微弱,震级较小,地质较世界上其它海底隧道好得多,实为世界跨海工程中难得的优越条件。渤海海峡跨海通道工程设想纵断面示意图台湾海峡(TaiwanStrait)

海峡长330公里,宽140~250公里,高雄南有3000米深水盆地,平均水深50米;北线:福清—新竹(莆田—台中),长145公里;南线:厦门—金门—澎湖—嘉义,长145公里;澎湖—台湾之间已开始修建跨海工程。

台湾海峡示意图跨海方案示意图台湾海峡跨海隧道构想图地理与路线

台湾海峡最窄的地段是从福建福州市附近的平潭到台湾台北市附近的新竹,直线距离约为120公里,海峡深度普遍在80米之内。计及隧道在两岸的延伸总长可能达150公里。这条线路的两端均靠近台湾和福建的政治、经济、文化中心。此外,从福建的厦门经金门、澎湖到台湾的台南以北,也是一个可供选择的方案。好处是中间有几个岛屿,不过线路要长得多。困难和问题

显然,最大的困难是台湾海峡两岸的长期阻隔。然而,加强海峡两岸的联系,建立贸易和通讯关系,密切科技与文化的交流,毕竟是历史的潮流。建设海峡隧道正好提供了一种合作的极好机会。台湾海峡地层处于较新的地质活动年代,而且地震比较频繁。这需要对其工程地质作充分的勘测和论证。台湾海峡隧道很长,约为欧洲隧道的’倍,在通风设计、施工掘进方面也会提出一些需要专门研究的工程技术问题。建造如此宏大的工程,按目前价格就可能需要数千亿人民币。台湾海峡两岸近十多年来经济增长率均较高。预期到下世纪初,中国大陆和台湾的国内生产总值有望达到英、法两国当前的总和。那时中国会有更强的经济实力,不过筹集巨额资金仍将是一个难题。是否借鉴欧洲隧道的做法,采用建设—经营—转让的方式发行股票,向国际金融市场筹资等,都需要做深入的研究。

两岸专家学者一致认为,台湾海峡隧道工程线路有北线方案、中线方案、南线方案3个方案。对上述3个方案的优化、比选,海峡两岸专家及技术人员做了大量工作。专家称,其一旦开工,将成为世界级特大工程。目前看来,北线地质稳定,线路最短。

就跨海通道工程来说,可选的结构方案主要有桥梁、隧道以及桥隧结合等方案。桥梁或隧道方案各有其优缺点。桥梁方案,对通航水道而言,受制于通航净空、船舶碰撞和恶劣的自然条件,以及高大桥梁设计施工中一系列问题。隧道方案交通不受制于恶劣天气,但也存在隧道中行车安全度低;在发生灾害性事故时受损面大,危及旅客安全及隧道自身安全;事故后修理恢复交通的时间较长;造价和保养维修费用高等。而桥隧结合方案,可结合地形、水文、地质等自然条件,采用不同结构方案,发挥桥梁和隧道各自的长处。琼州海峡(QiongzhouStrait)

海峡长80公里,宽30公里,水深50米—10公里,最深160米。现代方案:(1)桥梁:1996年完成预可行性研究报告;(2)轮渡:粤海通道,长30公里,走火车,已开通。我国已建的跨海大桥青马大桥新澳函大桥(友谊大桥)汕头海湾大桥虎门大桥珠海大桥南澳跨海大桥淇澳大桥珠海伶仃洋大桥珠海横琴大桥上海南浦大桥

青马大桥

青马大桥是香港境内连接青衣岛和马湾岛的一座特大型公铁两用跨海桥梁。此桥跨越两岛之间的马湾航道,是通往北大屿山海港发展区及赤腊角新机场的重要通道。青马大桥全长约2200m,主桥为1377m的悬索桥,桥面有两层,上层为双向6车道汽车专用道,下层设铁路及备用汽车道。两主塔高度达200m,通航净高62.11m,通航能力为海轮20万t级,大桥建成后将成为世界上跨度最长的公铁两用桥梁。工程总投资为73亿港元。青马大桥工程1992年5月下旬动工,预计将于1997年竣工。该桥设计和施工监理是由万隆工程顾问香港有限公司承包。青马大桥青马大桥新澳函大桥(友谊大桥)

新澳函大桥是连接澳门半岛和函仔岛的跨海公路大桥。全长4414m,由12m跨径引桥,35m及112m跨径航道主桥组成。其中112m跨航道主桥为斜拉桥,其余为连续梁桥。桥面总宽19.3m,包括双向4车道,中央分隔带及两侧人行道。通航净高30m,净宽70m。新澳函大桥由葡萄牙某设计公司设计,中国港湾建设总公司的振华海湾工程有限公司承建,交通部第四航务工程局施工。该工程于1990年8月正式开工,1994年2月全部完工。工程总造价6亿澳元。新澳函大桥(友谊大桥)新澳函大桥(友谊大桥)汕头海湾大桥

汕头海湾大桥位于广东汕头旅游风景点妈屿岛处,跨越汕头海湾,面对台湾海峡,全长2420m,主桥为钢筋混凝土加劲梁悬索桥。主跨452m,桥面为双向6车道,净宽24.2m,中间分隔带1.3m。通航净空为400mx46m。主塔高度为95.10m。设计荷载等级是汽车一超20级、挂车一120。工程中标价为1.6亿元人民币。汕头海湾大桥由铁道部大桥局设计院设计,铁道部人桥局第三施工处负责施工,大桥工程于1992年3月28日动工,预计于1995年底建成通车。汕头海湾大桥汕头海湾大桥虎门大桥

虎门大桥工程位于珠江三角洲中部,东起东莞市太平镇与广深高速公路相连,西至番禺县南沙镇与广珠高速公路相接,横跨广州港珠江出海口,是广深珠高速公路的枢纽。虎门大桥全长15.6km,其中主桥长4.6km(由东引桥、主航道桥、中引桥、辅航道桥、西引桥、西岸引桥六部分组成)。桥面为双向6车道,设中央分隔带、路缘带及紧急停车带。桥面净宽30m,外加两侧0.5m的防撞墙。主航道桥为跨径888m单跨简支钢加劲梁悬索桥,通航净空为300mx60m,主塔高147.55m,大桥设计荷载等级为汽车一超20级、挂车一120。虎门大桥由交通部公路规划设计院和交通部第二公路勘察设计院设计。于1992年10月动工,由广东省公路工程总公司总承包承建,计划于1997年7月1日前建成通车,大桥总投资约27亿人民币。虎门大桥珠海大桥

珠海大桥是珠海市区通往珠海西区的交通要道.该桥跨越西江出海磨刀口门,把珠海机场、珠海港等同市区有机地联系起来。全桥长3145.18m,主通航孔为跨径125m的连续刚构桥,通航净高24m,能满足3000t海轮通过.桥面宽31m,为双向6车道.该桥1990年12月28日奠基,1993年11月28日建成通车。由交通部公路规划设计院设计,交通部第二公路工程局负责施工。该工程采用公开招标,中标价为1.66亿人民币。南澳跨海大桥

南澳大桥为澄海市到桃园新村通往南澳岛长山尾的跨海工程。该桥总长引15m,主跨为205m,通航净高为35m,通航净宽170m。主跨段采用钢筋混凝土连续刚构。主墩基础采用直径为2.5m的钻孔灌注桩,辅跨段采用预制混凝土方桩。整个桥面的总宽度为17.1m。该桥由江苏省交通规划设计院和交通部第四航务工程局联合总承包负责设计和施工。大桥已于1995年2月13日开工,预计将于1997年底建成通车。总投资约为4.5亿元人民币。淇澳大桥

淇澳大桥是珠海市开发建设淇澳岛的重大举措,又是规划中的珠海至香港伶仃洋跨海大桥的前期工程,其意义非常重大。该桥位于珠海市的东北面,珠江口右岸,西起唐家镇后环海岸,与港湾大道、广珠东线高速公司相连,跨越金星门水道,东至淇澳岛。全桥长1731m,总宽33m,设双向6车道,两侧人行道宽2m;主桥为双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,主跨320m,通航净高18m;桥梁设计荷载标准为汽车一超20级、挂车一120,桥上设计行车速度80km/h;该桥除了交通功能外,还能通过大桥架设通水、通电、通讯管线,发挥多功能的作用;大桥已于1993年底动工。淇澳大桥是由珠光(集团)有限公司和珠海经济特区房地产开发总公司联合组成的淇澳大桥有限公司负责投资,珠海市高速公路公司负责建设,交通部第二航务工程局、第二公路工程局、铁道部大桥工程局勘测设计院组成的联合体负责工程项目总承包,工程中标价1.52亿元人民币。珠海伶仃洋大桥

为开辟大陆与香港之间第二条陆上通道,减轻粤港地区公路运输干线的压力,使我国沿海干线的布局更加合理和完善,为沟通香港与珠江三角洲西部地区的联系,促进粤西地区的经济发展和港澳地区经济的稳定繁荣,为我国西南部地区通向国际市场开辟通道,珠海市拟建设中国目前最大的跨海建设工程——珠海伶仃洋大桥。该桥西起珠海市金鼎,向东连接淇澳岛、内伶仃岛,东至香港屯门烂角嘴,全长40km。其中桥梁长度30km,包括特大悬索桥一座(跨径1400m,净高65m,通航能力为20万t级)、特大斜拉桥两座(主跨900m,净高60m,通航能力10万t级;主跨300m,净高42m,通航能力3.5万t级)、连续刚构桥一座,新建公路l0km,互通式立交工程五座及其他完善的交通工程设施。此桥按高速公路标准设计,路基宽34m.桥面宽33m,双向6车道,设计行车速度为120km/h,设计荷载为汽车一超20级、挂车-120。整个工程气势雄伟壮观,桥梁的结构设计新颖美观,犹如一条长龙飞架伶仃洋,把珠海市区与其海上的两颗明珠—淇澳岛、内伶仃岛及香港连接起来。该项目可行性研究报告由中国交通部公路规划设计院珠海分院负责编制,并经全国著名桥梁专家评审,国际权威桥梁专家咨询可行项目总投资额112亿元人民币(按1992年价计算所得的净态投资),回收期15年。珠海伶仃洋大桥方案图珠海横琴大桥

横琴大桥是为促进横琴岛的开发、加强同珠海市区的联系而建。全桥总长1425.24m,分为三个部分:珠海岸引桥为简支T梁15x25m+5x40m,横琴岸引桥为简支T梁4x40m+18x50m,主桥为2x120m独塔双索面斜拉桥。主梁采用等截面单箱双室预应力混凝土梁,主塔高为60m.桥面宽35.4m,双向6车道,中间设分隔带,两侧设人行道。设计荷载为汽车一超20级,验算荷载为挂车一120,设计风速为43.8m/s,通航净宽和净高要求分别为90m和22m,能满足1000t级船舶通过。横琴大桥工程中标价为1.1亿元人民币,由交通部公路规划设计院设计,上海基础工程公司和汕头市政公司负责施工。工程已于1992年底动工,预计将于1997年完成。上海南浦大桥准备或建设中的主要跨海工程

1.5.3.1杭州湾:杭州湾大桥,全长37公里,目前世界第一长桥1.5.3.2长江口:东海大桥,东部沿海高速公路崇明岛过江大桥1.5.3.3青岛湾:青岛海湾大桥,主跨1652米悬索桥1.5.3.4珠江口:港珠澳大桥,准备当中,采用单Y方案杭州湾跨海大桥

杭州湾跨海大桥北起浙江嘉兴海盐郑家棣,南至宁波慈溪水路湾,全长36km,其中海上部分桥梁长35.673km。双向六车道高速公路,宽33m。设计时速100km,使用年限100年,现为世界上最长的跨海大桥。大桥设北、南两个航道,各有一主两副航道组成。北航孔的主跨448m,净高47m,为钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主航道净宽325m,通航标准为3.5万吨级轮船。副航道净宽为110m,净高为28m。南航孔的主跨318m,净高31m,为“A”字型单塔双索面钢箱粱斜拉桥,主航道净宽125m,通航标淮为3000吨级轮船。副航道则净宽50m,净高20m。桥型采用西湖苏堤的“长桥卧波”形态,平面勾勒成“S”形曲线。南北通航孔桥的侧面呈拱形,形成起伏跌宕的立面造型。在离南岸14km处的淤滩上建1.2万㎡的海中平台,施工时,作为南北接点,便于物流。施工结束后,成为集救援、观光、休闲于一体的转运站。施工中的杭州湾跨海大桥海中平台的效果图地理位置与自然环境

杭州湾位于我国沿海中段,东侧为舟山群岛,为我国最大的河口湾,呈喇叭形,东西纵长约100km,湾口处宽约100km,湾顶处宽约20km,大桥跨越海湾中部,桥位处海面宽达32km。大桥北起浙江海盐县境内郑家棣,向南跨乍浦港规划港池、北航道、南航道,经南岸滩涂区,跨慈溪十塘,经九塘、八塘后到达大桥终点慈溪境内的水路湾,全长36km,其中桥梁长35.673km,为当今世界上最长的跨海大桥。大桥建成后上海至宁波的陆上距离将缩短120km。杭州湾两岸为广阔平原,北岸为凹岸,由冲刷形成,陆地标高+3.0m左右,南岸为凸岸,陆地标高+3.0~+3.5m。桥区两岸滩涂发育,北岸宽约1.6km,海床标高-2.0~+2.0m。南岸宽约9.7km,标高约-3.0~+2.0m。退潮时可见滩面。南北滩涂间的海床较为平坦,标高约为-11.0m,平均水深8~10m,北深南浅。杭州湾口的东海大桥桥位处平均水深8~12m。杭州湾为半日潮,紧挨桥位的乍浦港水文站近七十年的观测资料统计,最高潮位为5.24m,最低为-4.01m,最大潮差为7.57m。大桥开工后实测到的涨潮时最大流速为5.16m/s,落潮时为4.18m/s,最大波高北岸3.23m,南岸4.72m。杭州湾是世界三大强海潮区之一,由于风、雾、潮汐、流和浪的影响,大桥全年可施工作业日仅为180日左右。技术标准与总体布置技术标准总体布置

①道路等级:全线采用双向六车道高速公路标准建设

②行车速度:大桥为100km/h引线为120km/h③路基宽:大桥为33m引线为35m④设计荷载:汽一超20级挂一120⑤最大纵坡:<3%⑥桥面横坡:2%⑦设计洪水频率:大桥1/300引线1/100⑧设计基准期:桥梁上下部100年、斜拉索25~30年、支座30~50年、伸缩缝30年

⑨地震基本烈度为6度

⑩通航标准:按设计最高通航水位++5.19m,北航道按3.5万顿海轮,净空为325x47m,南航道按3000级海轮,净空为125x31m。引桥为双幅。建成的杭州湾跨海大桥

大桥两岸连接线工程总长84.4km,其中南岸接绍55.3km,采用30~80m长的预应力混凝土涟续箱梁结构。大桥和两岸连接线总投资逾140亿元。2003年11月15日动工,2008年竣工通车。为国道主干线--同三线跨越杭州湾的便捷通道,可缩短宁波至上海间的陆路距离125km.行车时间缩短至两个小时,达到长江三角洲南翼“2小时都市圈”。大桥建成时的车流量为5万辆,至2027年,车流量达到10万辆。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。大桥概算总投资108亿元。计划用五年时间即2008年建成,2009年通车。北航道桥的桥跨布置图南航道桥的桥跨布置图南、北航道桥的索塔构造图杭州湾跨海大桥的6个之最1、杭州湾跨海大桥全长36公里,其长度在目前世界上在建和己建的跨海大桥中位居第一;2、杭州湾跨海大桥地处强腐蚀海洋环境,为确保大桥寿命,在国内第一次明确提出了设计使用寿命大于等于100年的耐久性要求;3、杭州湾跨海大桥50米箱梁“梁上运架设”技术,架设运输重量从900吨提高到1430吨,刷新了目前世界上同类技术、同类地形地貌桥梁建设“梁上运架设”的新纪录;4、杭州湾跨海大桥深海区上部结构采用70米预应力混凝土箱梁整体预制和海上运架技术,为解决大型混凝土箱梁早期开裂的工程难题,开创性地提出并实施了“二次张拉技术”,彻底解决了这一工程“顽疾”;5、杭州湾跨海大桥钢管桩的最大直径1.6米,单桩最大长度89米,最大重量74吨,开创了国内外大直径超长整桩螺旋桥梁钢管桩之最;6、杭州湾跨海大桥南岸10公里滩涂底下蕴藏着大量的浅层沼气,对施工安全构成严重威胁,在滩涂区的钻孔灌注桩施工中,开创性地采用有控制放气的安全施工工艺,其施工工艺为世界同类似地理条件之首。东海大桥东海大桥

东海大桥是我国第一座真正意义上的跨海大桥(外海大桥),是目前世界上最长的外海跨海大桥。这条连接上海国际航运中心洋山深水港的交通大动脉,全长32.5公里,其中跨海部分25公里,按双向六车道高速公路标准设计,设计基准期为100年。东海大桥从2002年6月26日开工建设,于2005年5月25日全线贯通。东海大桥创造了许多中国第和世界之最的奇迹,成为中国桥梁科技飞跃的一座新的里程碑。东海大桥既传承了世界跨海大桥工艺的精髓,又通过自主创新,实现了许多新的突破,在建设过程中产生了20多项具有自主知识产权的技术专利。非通航孔段的每块预制箱梁长达60至70米、重达2000吨,如此庞然大物在世界桥梁史上也属罕见;位于颗珠山岛和大乌龟岛之间的深海大堤绵延1.22公里,也是国内的突破和创新。气象资料

东海大桥施工区域位于北亚热带南缘、东亚季风盛行区,受季风影响,冬冷夏热,四季分明,降水充沛,气候变化复杂。受冬夏季风影响,全年多偏北和偏东南向风;实测最大风速35.0m/s(风向NNE),大风风向主要集中在偏北和东南偏南方位。本海区还不时会出现大雾、雷暴、气旋、寒潮等灾害性自然天气。水文资料潮汐主要受东海前进潮波控制,且受黄海旋转潮波的影响,潮波具有前进波、复合前进波性质。潮汐类型属非正规半日浅海潮型。每个潮汐日有两次涨潮和两次落潮的过程,且日不等现象较为明显(一般从春分至秋分夜潮大于日潮,从秋分至翌年春分日潮大于夜潮)。最快潮水流速达到了4kn。海流中潮流占主导地位,且浅海分潮流相对较强。潮流性质属不规则半日浅海潮流。潮流运动形式基本为往复流类型。在离岸及岛屿较近的水域受地形制约影响,海流呈明显的往复流性质;在相对离陆岸及岛屿较远的水域,潮流虽仍属往复流性质,但已呈现一定的旋转型,旋转方向基本为顺时针方向。独创海上打桩定位技术

大桥项目科技课题组把GPS技术与常规定位技术相结合,独创了一套海上打桩定位系统,并打破常规,采取“用7颗卫星来定位一根桩”的方法,为一根根海上桩精准定位,为外海桥梁定位技术提供了方向。

陆上预制,海上吊装新工程

针对东海大桥施工现场离岸较远、海上作业环境险恶等特点,工程技术人员采取“陆上预制,海上吊装”的做法,将箱梁(桥面板)、桥墩、承台等大型混凝土及钢筋物件全部在岸上事先浇筑好,然后再由拥有自主知识产权的“小天鹅号”等等重型浮吊将其安放、拼装至相应位置。这种颠覆了以往海上工程作业的“干施工”办法,将成为今后国内海洋大规模工程的发展方向。箱梁吊装

1)浮吊到指定作业海区抛锚就位。2)通过绞锚和松锚的配合,使浮吊向船艏方向移动约120m。3)两艘拖轮绑拖驳船靠浮吊船艉靠架,浮吊带缆到驳船。4)调整浮吊与驳船的相对位置,使浮吊的纵中轴线与桥面板的横中轴线对齐。5)浮吊主钩松钩至吊梁距离桥面板1.5m,将千斤顶伸出至1.8m。6)4名操作人员上桥面板。7)打开千斤顶的插销,提升卷扬机将吊装带卡进千斤顶内(注意吊装带不能被千斤顶钩住,如有钩住的趋势或由于摇晃方向对不准,可利用尼龙绳对千斤顶或吊装带进行牵引),将千斤顶的插销顶进千斤顶,松宽1号联动卷扬机,将吊装带的重量由千斤顶承受。8)对4个液压千斤顶进行伸缩测试,确保设备正常。9)连接卷扬机到吊装带的预定位置处,并用2根60m长的尼龙绳连接到吊装带的预定位置,并将尼龙绳的另一端临时固定到卷扬机边上。10)进行吊梁的对中调整,调整千斤顶的伸缩量,使千斤顶的伸缩量一致。11)提升主钩吨位至600t,拖轮停车,对吊梁位置进行最后确认。12)提升主钩吨位至1000t,桥面板拆绑。13)提升桥面板出库,并提升到距离驳船甲板面3m高度。14)解除浮吊带在驳船上的缆绳,拖轮拖驳船离开浮吊作业区域。15)绞锚,松锚,使船移至吊装位置。16)调整大吊、主钩以及船位,使桥面板搁到桥面板的临时支墩上。17)确认桥面板正确放到位后,主钩吨位卸载至1500t,观察测量桥面板有无变化。无变化继续卸载,主钩吨位卸载至500t,观察测量桥面板有无变化。无变化继续卸载,直至吊梁距离桥面板1.5

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