杭州湾跨海大桥工程关键技术研究与实践

杭州湾跨海大桥工程关键技术研究与实践杭州湾大桥工程指挥部吕忠达

2008年05月

汇报提纲

建设面临的挑战

关键技术研究与实践

结语

前言

杭州湾跨海大桥从1993年开始筹建，前期工作历时十年，于2003年11月14日开工建设，2007年6月26日全桥贯通，于2008年5月1日全线通车。

大桥建设条件极为复杂，工程规模宏大，施工环境非常恶劣，设计和施工均面临巨大的挑战。杭州湾大桥工程指挥部按照“建设一流大桥，创造一流管理，培养一流人才”的总体要求，在浙江省委、省政府和交通部的正确领导下，在大桥技术专家组的有力支撑下，经过各参建单位的共同努力，依靠技术创新，优质、安全、高效地提前工期8个月实现建成通车。

第一部分

大桥建设面临的挑战

◆恶劣的建设条件

◆巨大的工程规模

◆“四无”的艰难困境

1 恶劣的建设条件

杭州湾地处世界三大强潮海湾之一，建桥条件受气象、水文、地质、冲刷及浅层气等多种自然条件的影响, 施工条件恶劣，主要具有以下特点：

大风多

2004年2007

年施工期间影响

杭州湾地区的台

风多达19个。

潮差大

最大潮差7.57m，平均潮差4.65m。

潮流急

平均流速2.39m／s，实测最大流速5.16 m／s。

冲刷深

呈现冬冲夏淤的演变规律，施工期，南岸滩涂最大冲刷为15.5米。

滩涂长

河床面呈现南涨北坍的演变规律，图为南岸9.7公里长的滩涂。

腐蚀强

海水实测氯离子含量在5.54 g/L ～15.91 g/L之间，对结构具有比较强的腐蚀作用。

浅层气

南岸滩涂区富含浅层气。

2 巨大的工程规模

名称单位数量

混凝土立方米245万

各类钢材吨80万

钢管桩根5513

钻孔桩根3550

预制桥墩个474

现浇箱梁孔160 50ｍ预制箱梁片404

70ｍ预制箱梁片540

3 四无的艰难困境

技术无规范

设计无蓝本

施工无装备

管理无经验

第二部分

关键技术研究与实践

杭州湾跨海大桥是我国首批建造的跨海长桥，鉴于工程的复杂性和难度，集全国桥梁设计、

科研和施工单位的智慧和力量，对关键技术进

行攻关，取得了一批具有推广应用价值的技术

成果。

1 各项关键技术的主要创新点

用先进的设计理念指导大桥总体设计

(1)海上水中区引桥和南岸滩涂区引桥，是跨海工程的主要部分，工程规模浩大，其引桥设计方案立足于“工厂化、大型化和机械化”的设计理念。总体设计方案开创了跨海大桥的新理念，最大限度地减少了海上作业，充分利用了当代桥梁建设的先进技术和手段，符合海上工程的实际情况，对回避施工风险、保证工程质量、加快工程进度，确保工程顺利实施发挥了重大作用。设计理念创新是本桥创新的核心。

(2)总体设计方案启动了我国桥梁新材料、新工艺、新设备的研制和开发，设计、科研和施工单位紧密配合，研制了以海

工耐久混凝土为代表的新材料；开发了大直径超长钢管桩设计、制造、防腐、沉桩大吨位70m预应力混凝土箱梁整孔预制和强

潮海域海上运输、架设，大吨位50m预应力混凝土箱梁整孔预

制和梁上运输架设等成套技术和设备，保证了工程的顺利实施，并把我国桥梁建造技术推向了一个新的水平。

(3)设计与科研结合，开展了海洋环境下混凝土结构耐久性研究和灾害天气对跨海长桥行车安全的影响及对策研究等针对

海洋工程的科学研究，填补了我国在这些领域的空白，为充分

发挥工程的社会经济效益奠定了基础。

跨海长桥测量控制关键技术

(1) 建立GPS工程参考站，利用连续运行的GPS工程参考站系统，实现实时平面定位精度3～5cm、实时高程定位精度5～

10cm，成功解决了海上钢管桩实时定位测量问题。

(2)开发的过渡曲面拟合法，使GPS拟合水准的测量精度优于3cm，满足了海上优先墩承台施工高程控制的精度要求。

(3) 创建了54工程65高程独立坐标系，解决了跨海大桥平面控制测量问题。

测量控制关键技术通过了交通部组织的成果鉴定。

大直径超长钢管桩设计、制造、防腐和沉桩成套技术

(1) 针对钢管桩超长、超大和变壁厚的特点，建立了连续生产、整桩制造的自动化生产线，新设备和新工艺提高了制桩效率，保证了制桩质量。

(2)采用以熔结环氧涂层为主、辅以牺牲阳极的阴极保护联

合防腐蚀方案，改变了传统的设计思路，解决了在海洋中垂直方向腐蚀环境分布不均匀引起的局部严重腐蚀防护难题，是国内外钢管桩重腐蚀防护的创新方法。

(3)采用大船、大锤和船载GPS系统的总对策，依靠先进和强大的装备，成功解决了在强潮海域中超长、超大钢管桩的沉桩问题、施工安全问题和生产效率问题。

钢管桩成套技术通过了浙江省交通厅组织的成果鉴定。成果已获得2007年度中国公路学会科学技术奖一等奖。

大吨位70m预应力混凝土箱梁整体预制和强潮海域海上运输、架设技术

(1)提出并采用“二次张拉”等创新技术，解决了大型混凝土预制箱梁早期开裂等工程难题。

(2)研制了整体液压模板，实现了模板整体装拆；钢筋采用整体预制和吊装方案。通过技术创新形成了机械化程度高、施工质量好和生产效率高的制梁生产线，为大规模工厂化制梁奠定了基础。

(3)研究开发了重型梁陆上搬运系统；研制了吊重3000t的“天一号”中心起吊运架一体吊船，解决了强潮海域的架梁问题。