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1、杭州灣跨海大橋工程關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐,杭州灣大橋工程指揮部 呂忠達(dá) 2008年05月,建設(shè)面臨的挑 戰(zhàn) 關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐 結(jié)語,匯報(bào)提綱,前言,杭州灣跨海大橋從1993年開始籌建，前期工作歷時(shí)十年，于2003年11月14日開工建設(shè)，2007年6月26日全橋貫通，于2008年5月1日全線通車。 大橋建設(shè)條件極為復(fù)雜，工程規(guī)模宏大，施工環(huán)境非常惡劣，設(shè)計(jì)和施工均面臨巨大的挑戰(zhàn)。杭州灣大橋工程指揮部按照“建設(shè)一流大橋，創(chuàng)造一流管理，培養(yǎng)一流人才”的總體要求，在浙江省委、省政府和交通部的正確領(lǐng)導(dǎo)下，在大橋技術(shù)專家組的有力支撐下，經(jīng)過各參建單位的共同努力，依靠技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)質(zhì)、安全、高效地提前工期

2、8個(gè)月實(shí)現(xiàn)建成通車。,第一部分 大橋建設(shè)面臨的挑 戰(zhàn),惡劣的建設(shè)條件 巨大的工程規(guī)模 “四無”的艱難困境,,杭州灣地處世界三大強(qiáng)潮海灣之一，建橋條件受氣象、水文、地質(zhì)、沖刷及淺層氣等多種自然條件的影響, 施工條件惡劣，主要具有以下特點(diǎn)：,大風(fēng)多,2004年2007 年施工期間影響 杭州灣地區(qū)的臺 風(fēng)多達(dá)19個(gè)。,1 惡劣的建設(shè)條件,潮差大,最大潮差7.57m，平均潮差4.65m。,平均流速2.39ms，實(shí)測最大流速5.16 ms。,潮流急,沖刷深,呈現(xiàn)冬沖夏淤的演變規(guī)律，施工期，南岸灘涂最大沖刷為15.5米。,灘涂長,河床面呈現(xiàn)南漲北坍的演變規(guī)律，圖為南岸9.7公里長的灘涂。,腐蝕強(qiáng),海水實(shí)測

3、氯離子含量在5.54 g/L 15.91 g/L之間，對結(jié)構(gòu)具有比較強(qiáng)的腐蝕作用。,淺層氣,南岸灘涂區(qū)富含淺層氣。,2 巨大的工程規(guī)模,3 四無的艱難困境,技術(shù)無規(guī)范 設(shè)計(jì)無藍(lán)本 施工無裝備 管理無經(jīng)驗(yàn),第二部分 關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐,杭州灣跨海大橋是我國首批建造的跨海長橋，鑒于工程的復(fù)雜性和難度，集全國橋梁設(shè)計(jì)、科研和施工單位的智慧和力量，對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，取得了一批具有推廣應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)成果。,用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念指導(dǎo)大橋總體設(shè)計(jì) (1)海上水中區(qū)引橋和南岸灘涂區(qū)引橋，是跨海工程的主要部分，工程規(guī)模浩大，其引橋設(shè)計(jì)方案立足于“工廠化、大型化和機(jī)械化”的設(shè)計(jì)理念?？傮w設(shè)計(jì)方案開創(chuàng)了跨海大橋的

4、新理念，最大限度地減少了海上作業(yè)，充分利用了當(dāng)代橋梁建設(shè)的先進(jìn)技術(shù)和手段，符合海上工程的實(shí)際情況，對回避施工風(fēng)險(xiǎn)、保證工程質(zhì)量、加快工程進(jìn)度，確保工程順利實(shí)施發(fā)揮了重大作用。設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新是本橋創(chuàng)新的核心。,1 各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn),(2)總體設(shè)計(jì)方案啟動(dòng)了我國橋梁新材料、新工藝、新設(shè)備的研制和開發(fā)，設(shè)計(jì)、科研和施工單位緊密配合，研制了以海工耐久混凝土為代表的新材料； 開發(fā)了大直徑超長鋼管樁設(shè)計(jì)、制造、防腐、沉樁大噸位70m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整孔預(yù)制和強(qiáng)潮海域海上運(yùn)輸、架設(shè)，大噸位50m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整孔預(yù)制和梁上運(yùn)輸架設(shè)等成套技術(shù)和設(shè)備，保證了工程的順利實(shí)施，并把我國橋梁建造技術(shù)推向了一個(gè)

5、新的水平。 (3)設(shè)計(jì)與科研結(jié)合，開展了海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究和災(zāi)害天氣對跨海長橋行車安全的影響及對策研究等針對海洋工程的科學(xué)研究，填補(bǔ)了我國在這些領(lǐng)域的空白，為充分發(fā)揮工程的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益奠定了基礎(chǔ)。,跨海長橋測量控制關(guān)鍵技術(shù),(1) 建立GPS工程參考站，利用連續(xù)運(yùn)行的GPS工程參考站系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)平面定位精度35cm、實(shí)時(shí)高程定位精度510cm，成功解決了海上鋼管樁實(shí)時(shí)定位測量問題。 (2)開發(fā)的過渡曲面擬合法，使GPS擬合水準(zhǔn)的測量精度優(yōu)于3cm，滿足了海上優(yōu)先墩承臺施工高程控制的精度要求。 (3) 創(chuàng)建了54工程65高程獨(dú)立坐標(biāo)系，解決了跨海大橋平面控制測量問題。,

6、,,,測量控制關(guān)鍵技術(shù)通過了交通部組織的成果鑒定。,大直徑超長鋼管樁設(shè)計(jì)、制造、防腐和沉樁成套技術(shù),(1) 針對鋼管樁超長、超大和變壁厚的特點(diǎn)，建立了連續(xù)生產(chǎn)、整樁制造的自動(dòng)化生產(chǎn)線，新設(shè)備和新工藝提高了制樁效率，保證了制樁質(zhì)量。 (2)采用以熔結(jié)環(huán)氧涂層為主、輔以犧牲陽極的陰極保護(hù)聯(lián)合防腐蝕方案，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，解決了在海洋中垂直方向腐蝕環(huán)境分布不均勻引起的局部嚴(yán)重腐蝕防護(hù)難題，是國內(nèi)外鋼管樁重腐蝕防護(hù)的創(chuàng)新方法。 (3)采用大船、大錘和船載GPS系統(tǒng)的總對策，依靠先進(jìn)和強(qiáng)大的裝備，成功解決了在強(qiáng)潮海域中超長、超大鋼管樁的沉樁問題、施工安全問題和生產(chǎn)效率問題。,,,,鋼管樁成套

7、技術(shù)通過了浙江省交通廳組織的成果鑒定。成果已獲得2007年度中國公路學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。,大噸位70m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整體預(yù)制和強(qiáng)潮海域海上運(yùn)輸、架設(shè)技術(shù),(1)提出并采用“二次張拉”等創(chuàng)新技術(shù)，解決了大型混凝土預(yù)制箱梁早期開裂等工程難題。 (2)研制了整體液壓模板，實(shí)現(xiàn)了模板整體裝拆；鋼筋采用整體預(yù)制和吊裝方案。通過技術(shù)創(chuàng)新形成了機(jī)械化程度高、施工質(zhì)量好和生產(chǎn)效率高的制梁生產(chǎn)線，為大規(guī)模工廠化制梁奠定了基礎(chǔ)。 (3)研究開發(fā)了重型梁陸上搬運(yùn)系統(tǒng)；研制了吊重3000t的“天一號”中心起吊運(yùn)架一體吊船，解決了強(qiáng)潮海域的架梁問題。,,,,70m箱梁制、運(yùn)、架技術(shù)通過了交通部組織的成果鑒定

8、。成果已獲得2007年度寧波市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。,大噸位50m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整體預(yù)制和梁上運(yùn)輸架設(shè)技術(shù),(1)采用大噸位箱梁整體預(yù)制、梁上運(yùn)輸架設(shè)的總體設(shè)計(jì)方案，解決了南岸長灘涂區(qū)引橋控制性工程問題。 (2)為最大限度分?jǐn)傔\(yùn)梁荷載和最大限度減輕運(yùn)輸系統(tǒng)的重量， 運(yùn)梁車按作用在四片箱梁上設(shè)計(jì)， 采用前、后車組分離方案和“軟性”聯(lián)接技術(shù)。使箱梁不需加固，并大幅度減輕了運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的重量，為實(shí)施梁上運(yùn)梁方案奠定了基礎(chǔ)。 (3)完成了50m箱梁場內(nèi)搬運(yùn)、提梁、運(yùn)輸和架梁的成套設(shè)備研制。設(shè)備技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定、架梁效率高，其運(yùn)架重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了當(dāng)今世界上同類工法的水平。,,,,,50m箱梁制、運(yùn)、

9、架技術(shù)通過了交通部組織的成果鑒定。成果已獲得2007年度中國公路學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。,海洋環(huán)境下長壽命混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究,(1)從整體結(jié)構(gòu)的角度，對跨海大橋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性所涉及的問題和實(shí)用技術(shù)進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究，制定了包括耐久性設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量監(jiān)測評定與運(yùn)營階段維護(hù)的整套技術(shù)文件。 (2) 明確提出了海工耐久混凝土概念及其配合比設(shè)計(jì)原則、技術(shù)路線和對應(yīng)配套技術(shù)指標(biāo)；引進(jìn)了混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)快速測試方法。 (3)建立了耐久性長期監(jiān)測系統(tǒng)，對所采取的耐久性措施進(jìn)行驗(yàn)證，通過加速老化試驗(yàn)、現(xiàn)場長期暴露試驗(yàn)和原位耐久性監(jiān)測，結(jié)合對周邊既有海工建筑采集的數(shù)據(jù)，采用預(yù)測模型，對本工程混凝

10、土結(jié)構(gòu)的耐久性進(jìn)行評估和壽命預(yù)測。,,,,,災(zāi)害天氣對海上長橋行車安全的影響及對策研究,(1)針對主橋和橋塔區(qū)域橋面的風(fēng)環(huán)境，通過系統(tǒng)研究提出了全橋減風(fēng)方案。全橋行車安全控制風(fēng)速由8級提高到10級，在考慮交通管理措施后，全線區(qū)域風(fēng)速等級可達(dá)11級，大幅度提高了行車安全的抗風(fēng)險(xiǎn)水平。 (2)大橋有32Km完全暴露在海洋環(huán)境之中，通過對路網(wǎng)、氣象資料的調(diào)研和系統(tǒng)分析，構(gòu)建了以控制車速為核心的災(zāi)害性天氣下行車的安全管理系統(tǒng)。,大縱坡小半徑鋼橋面鋪裝技術(shù)研究與實(shí)施,(1)通過對國內(nèi)鋼橋面鋪裝方案發(fā)生早期破壞的分析，提出了橋面鋪裝與鋼板協(xié)同受力是橋面鋪裝設(shè)計(jì)根本的設(shè)計(jì)理念。 (2)從解決層間

11、抗剪切能力不足入手，提出了新型鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)EBCLRA-05SMA-10(環(huán)氧樹脂+冷鋪環(huán)氧瀝青+ 5cm SMA-10) 。解決了匝道橋大縱坡、小半徑鋼橋面鋪裝的工程技術(shù)難題。,專利,目前已獲得批準(zhǔn)的專利7項(xiàng)，處于公布期的專利7項(xiàng)，其他正在申報(bào)的專利12項(xiàng)。,2 專利、工法、規(guī)范和推廣應(yīng)用情況,實(shí)用新型專利、發(fā)明專利一覽表,工法,目前已獲得批準(zhǔn)的部級工法9項(xiàng)，正在申報(bào)的國家級工法4項(xiàng)。,規(guī)范,研究成果納入國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范表,目前已有4部國家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范采納了本橋的研究成果。,推廣應(yīng)用情況,(1)以“工廠化、大型化和機(jī)械化”為工程設(shè)計(jì)原則，已成為我國在建和待建的跨海大橋普遍采用的建

12、設(shè)理念。繼東海橋之后，金塘大橋、青島海灣橋等跨海大橋非通航孔橋均采用了這種理念。 (2)海工耐久混凝土在杭州灣跨海大橋使用獲得成功，對我國橋梁耐久性設(shè)計(jì)和施工產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)，己在青島海灣大橋、金塘大橋、福建平潭海峽大橋等跨海大橋中獲得推廣應(yīng)用。,(3)大型預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整孔預(yù)制、海上和陸上運(yùn)輸架設(shè)已形成成套技術(shù)，其中：大型箱梁整孔制造和防裂技術(shù)，己形成國家工法和專利，并已在我國公路和鐵路大型箱梁施工中得到廣泛應(yīng)用；50m箱梁超千噸級運(yùn)架成套技術(shù)和設(shè)備，在我國整體化程度要求高的鐵路客運(yùn)專線和待建的跨海大橋施工中應(yīng)用前景十分廣泛。 (4)大直徑超長鋼管樁設(shè)計(jì)、制造、防腐和沉樁己形成成套技術(shù)，為我國跨海大橋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工和開拓海外工程創(chuàng)造了條件。其技術(shù)和設(shè)備己用于舟山大陸連島金塘大橋工程，即將用于汕頭南澳跨海大橋工程。,結(jié)語,杭州灣跨海大橋工程建設(shè)經(jīng)歷十年籌備和四年零四個(gè)月的工程建設(shè)，全體參建單位在省部技術(shù)專家組的大力支持和指導(dǎo)下，堅(jiān)持尊重科學(xué)、依靠專家的方針，群策群力、攻堅(jiān)克難，在科技創(chuàng)新、工程質(zhì)量管理、安全管理及進(jìn)度控制、建設(shè)管理等各方面取得了全面的豐收，大橋的建設(shè)必將為在建和后續(xù)跨海工程提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒。,謝 謝!,