崇明至启东长江公路通道工程科技创新与应用

崇明至启东长江公路通道工程科技创新与应用
崇明至启东长江公路通道工程是上海至西安国家高速公路的重要组成部分。

主桥采用主跨185m大跨度变截面连续钢箱梁，引桥采用50m跨径节段预制整孔拼装预应力混凝土连续梁，均创国内同类桥型跨径之最，路基采用长江口细砂填筑。

工程建设过程中取得的技术成果，为类似工程建设起到示范作用。

崇启大桥工程于2008年12月28日开工建设，于2011年12月24日建成通车。

计划工期42个月，实际工期36个月。

崇启通道工程科技创新成果显著。

大桥首次在国内大规模采用短线匹配预制逐跨悬挂拼装的施工工艺，形成《节段梁全悬挂施工工法》省级工法一套；首次在国内采用“整跨工厂无应力制造、滚装装船、整体架设、全过程实时监控”的先进施工技术，成功实现了最长185m、起吊重量最大2690吨的整跨钢箱梁制造安装；首次在国内采用自平衡体系的吊索具系统及定位架系统，实现了吊具和吊点的受力均衡，保证了钢箱梁吊装的安全性和可控性；开展了调谐质量阻尼器（TMD）质量比、频率和阻尼比等参数分析优化，提出了主要技术指标和安装调试控制精度，为我国大型桥梁抑振探索了一套有效的TMD 系统减振设计方法；首次在混凝土桥面大规模采用单组分环氧沥青桥面防水粘结层（NKY），提高桥面沥青混凝土的粘结力和防水能力，有效防止桥面沥青混凝土的早期破损。

路基建设中注重资源节约和环境保护，成功利用长江口细砂填筑高速公路路堤，降低路堤平均填土高度，减少主线和取土占地，揭示了高水位条件下低细砂路基的动力变形累积规律并建立了预估模型，提出了低填路基永久变形的控制标准。

公路路域生态恢复新技术构建合理的生态高速公路建设和评价体系，适用不同环境的林相结构，实现了生态隔离与降噪的有效结合；采用客货分离式收费站，提高了通行能力，减少了排放。

合龙段箱梁吊装
崇启通道工程建设坚持“科技先行”的方针，积极践行“对生态的最小破坏，对环境的最大保护”和“依靠科技进步，推动工程建设”
的理念，形成了多项科技和工艺创新成果，为工程建设提供了有力支撑。

工程荣获了中国公路学会科学技术奖特等奖二项、中国公路学会科学技术奖二等奖、上海市科技进步二等奖、江苏省科学技术奖三等级、交通部优质工程、江苏省安全生产科技成果奖一等奖、江苏省交通优质工程奖、江苏省扬子杯优质工程奖等多项奖励。

一、工程建设
1．开展《崇启大桥江海交汇环境下结构混凝土耐久性技术》课题研究基于桥区水域水质条件，研究了混凝土劣化机理和损伤规律，确定了各部件混凝土配合比参数；根据混凝土工作性能、力学性能和耐久性的综合要求，提出了混凝土施工质量控制指标和控制要点，实体混凝土质量优良，实测Cl-渗透系数均低于标准，有效地提高了混凝土结构的耐久性。

2．开展《崇启大桥50米逐跨预制节段拼装施工引桥体内体外合理配束关键技术》研究
崇启大桥引桥为跨径50m预制节段全悬挂拼装施工的预应力混凝土连续箱梁，对体外预应力束的合理比例及锚固结构、全悬挂拼装技术进行了研究，并开展了体外束体系可靠性的疲劳试验研究。

3．开展《崇启大桥大跨度连续钢箱梁设计关键技术》课题研究崇启大桥是我国首座特大跨度连续钢箱梁公路桥，由于钢箱梁属于薄壁箱形结构，其在整体荷载、局部荷载作用下的受力行为非常复杂，对崇启大桥钢箱梁制造、架设方法、钢箱梁各板件局部稳定性、钢箱梁正交异性钢桥面板疲劳性能等进行了分析研究。

4．开展《崇启大桥整体吊装大跨度连续钢箱梁施工关键技术》课题研究
形成一套适用于大跨度钢箱梁连续梁桥施工与控制成套技术，对我国桥梁建设向“大型化、工厂化、装配化”迈进起到重要的示范作用。

目前已形成了《大跨度变截面钢箱梁整跨梁段制作、装船运输工法》《整跨（大节段）钢箱梁吊装施工工法》两套省级工法。

5．开展《崇启大桥多孔大跨径连续钢箱梁桥面铺装体系》课题研究跨江大桥主桥采用6跨变截面连续钢箱梁，与国内外大跨度钢桥
多采用的悬索、斜拉受力模式不同，为解决桥面铺装跨中挠曲变形、负弯矩区大面积拉应力、车辆荷载叠加效应等新的技术难题，从结构设计、材料设计、施工工艺、质量控制等多个环节，开展多孔大跨径连续钢箱梁桥面铺装体系研究，形成了《崇启大桥钢桥面铺装施工技术指南》。

6．开展《海陆交互相新近沉积土地区高速公路建设地基处理关键技术》课题研究
根据项目地质条件和路段特点，综合采取降低桥头填土高度、轻型井点降水、换填长江口细砂、低能量强夯、钉形与双向水泥搅拌桩、PTC预应力薄壁管桩、轻质路堤、水泥搅拌桩、等（超）载预压地基处理措施，有效解决了海陆交汇区软土地基修建高速公路的沉降、稳定等难题。

全景
7．长江口疏浚细砂的科学使用
长江口地区细砂储量丰富，每年航运部门疏浚航道都会产生大量的细砂。

本工程在上海长江隧桥应用长江口细砂作为路基填料取得初步成果的基础上，进一步对疏浚细砂应用的可行性、压实方法和质量保障措施进行了深入研究和具体实践，全线路基采用长江口疏浚细砂施工，合理取材，变废为宝，成功利用细砂400万方，避免毁坏农田3000亩，相比常规高速公路建设节省土地约40%。

8．高速公路低路堤的设计理念
崇启通道工程作为一条全新“生态高速公路”，在建设过程中推行低路堤设计理念，降低填土高度，尽量减少占用不可再生的土地资源，使景观、环保、生态高速公路与周围环境的和谐融合；通过控制路基永久变形指标，综合考虑平衡湿度状态和模量衰变的方法确定路基最小高度，使得路基的平均高度降为2.2m，较上海地区的平均高度3.6m降低了1.4m，每公里可少用约3.5万立方米的路基填料，减少了工程占地和路基填料的数量，保护了有限耕地资源，也节约了工程造价。

二、环境保护
在项目建设过程中，充分考虑生态环境保护，把对生态环境的破坏降低到最小程度，体现以人为本、可持续发展的要求，努力实现工程项目与环境、生态、景观相协调，建设生态、和谐工程。

1．设计阶段
一是在路线平面和纵断面设计时，综合考虑沿线地形、地物、地质、桥位、水利设施、路网和地方发展等因素，尽量做到少拆房屋，少占良田，少砍伐树木，并尽可能保持原有水利排灌设施和地方路网的完整性。

二是注重路线平纵断面线形的组合设计及道路与自然景观的协调设计，使道路成为大自然的一条新的风景带。

三是注重桥梁构造物、房建和收费设施等工程的美化设计；优化路基防护等附属工程效果设计，边坡尽量采用植草防护；中央分隔带和土路肩采用植树（草）绿化等；互通区、房建区加强绿化设计，通过多层次的绿化措施，增加美化效果，以达到项目的总体景观效果。

四是道路排水自成一体，减少对鱼塘和水域的直接污染。

五是注重标准化设计，减少对周围环境和水域的污染。

六是完善声屏障、隔声窗等保护措施，施工图设计过程中根据沿线声敏感点建筑物分布调查情况，及时完善了声污染保护设计。

2．工程建设过程
认真贯彻相关法律、法规和各项制度，加强理念创新，提高科技含量，注重资源节约、环境保护。

一是健全机构，建设单位委托专业机构成立崇启大桥安全环保中心，负责对施工期间的环保工作进行指导和检查，各总监办负责各标段内的环保监理工作，委托南通市环境检测站对建设期间施工区域大气、噪音、粉尘、水质进行定期检测，委托交通部环保中心开展施工期环境保护管理与措施的核查。

二是完善制度，专门制定了《崇启大桥工程项目施工环境保护手册》和《崇启大桥工程项目文明施工管理实施细则》，以指导施工期的环境保护工作。

三是按照“崇启大桥工程环境影响报告书”的各项要求，积极开展环境保护工作，督促各参建单位落实各项环境保护措施，主要包括：（1）结合地方经济发展规划落实取土坑，结合地方水利和路网改造，综合利用土源，节约土地资源，减少耕地开挖。

（2）对拆迁房屋
尽量采用整体平移，减少资源浪费。

（3）节段梁和主桥钢箱梁，均采用工厂化制作，再运输至工地现场，即确保了工程质量，又省去了现场预制场用地，避免了对当地环境的影响。

（4）主桥钢箱梁由原设计小节段预制、现场大节段拼装改为大节段预制、现场整体吊装，取消了原设计江中拼装平台，减少对水域的污染。

（5）加强施工点和施工营地的环境管理，施工营地生活污水设置了生活污水处理系统，生活垃圾集中存放、处理；水上工点的垃圾、废油料进行集中收集、岸上处理，减少了对江面环境的影响。

（6）在跨江大桥水域实施增殖放养，保护渔业资源，恢复水域自然生态。

（7）对全线声屏障与主体工程同步设计、同步施工，并在道路两侧种植苗木，形成绿色通道，既美化环境又起到降噪作用。

3．生态景观和绿化结合的生态保护
（1）本工程在进行景观设计时，根据沿线不同的地域特点，结合森林、湿地、农业、城镇等不同特色将不同风貌景观元素布置于两侧。

（2）采用多级串联的表面流人工湿地作为主体处理构筑物，进行道路初期雨水的污染处理。

（3）按符合居民生活标准的噪音、尾气排放要求进行绿化植物的选取和布设。

（4）根据防眩光的要求进行中央分隔带种植高度、树冠及间距的选取。

（5）通过对邻线范围的居民房安装隔声窗、声屏障，在弯道路边安装鸟类保护遮光板、在适当的地段设置小动物下穿通道等措施，形成了与自然环境相适应的生态景观，较好地实现了生态高速公路建设理念。

4．主线收费客货分流减排措施
崇启通道工程在主线收费站采用了客货分离式收费设施设计，使客车和货车分道通行，一方面大大减少了因车流积压而集中产生的尾气排放量和噪音分贝，使通行车辆尾气排放减少20%左右；另一方面减少了因客货混行导致的拥堵、提高了通行能力。