杭州湾跨海大桥总体设计.docx

杭州湾跨海大桥总体设计王仁贵1 杭州湾跨海大桥总体设计 王仁贵1 , 孟凡超1 , 王梓夫1 , 吴伟胜1 , 孙国强2 ( 11 中交公路规划设计院 北京市 100010; 21 杭州湾大桥工程指挥部 宁波市 315327) 摘 要: 杭州湾跨海大桥工程全长 36 km , 其中大桥长 3517 km , 是世界上最长的跨海大桥。 根据本桥规模巨 大、水文条件复杂、气象多变、工程地质条件差、海洋腐蚀环境等特定建设条件的需要, 杭州湾跨海大桥工程总体设 计采用了多项新技术、新工艺、新材料、新设备和新理论, 实现了多项桥梁设计技术创新和设计理念创新。 关键词: 杭州湾跨海大桥; 总体设计; 创新 1 工程概况 杭州湾跨海大桥是我国“五纵七横”国道主干线 中同江～ 三亚沿海大通道和沈阳～ 海口高速公路跨 越杭州湾的最便捷通道。 杭州湾跨海大桥也是浙江 省 2010 年规划建成的“两纵、两横、十八连、三绕、三 通道”公路网主骨架的重要组成部分, 它的建设可以 便捷有效地将宁波、舟山等浙东南地区与上海连接 起来, 与沪杭、杭甬高速公路一起构成沪、杭、甬 2 h 交通圈。 杭州湾跨海大桥起自嘉兴市郑家埭, 跨越杭州湾 海域后止于宁波市慈溪水路湾, 见图1 所示。大桥工程 包括北引线、北引桥、北航道桥、中引桥、南航道桥、 海中平台、南引桥和南引线及交通工程等沿线设施。 大桥前期工作过程中, 围绕建设条件、施工方 案、结构安全性与耐久性开展了 70 多项专题研究, 为大桥最终建设方案的确定提供了科学依据, 并为 大桥的顺利实施奠定了坚实的基础。 2 主要技术标准 (1) 道路等级: 双向六车道高速公路。 ( 2) 计算行车速度: 跨海大桥计算时速100 km /h , 两岸引线计算时速 120 km /h。 ( 3) 路基宽度: 大桥宽 33 m (不含锚索区) , 两岸 引线宽 35 m , 见图 2。 (4) 设计荷载: 汽车- 超 20 级, 挂车- 120。 (5) 最大纵坡: ≤3% 。 (6) 桥面横坡: 2% 。 (7) 设计洪水频率: 1/300 (大桥) , 1/100 (引线)。 (8) 设计基准期: 南、北航道桥采用 100 年, 引桥 采用 60 年, 并采用全预应力结构。 ( 9) 抗风设计标准: 运营阶段设计重现期 100 年, 施工阶段设计重现期 30 年。 (10) 通航标准: 通航净高按设计最高通航水位 5119 m (1985 国家高程基准) 起算, 北航道的主通航 孔按315 万t 级海轮标准及建设深水港条件设计, 通 航 净空为 325 m ×47 m , 两侧副通航孔按 1 000 t 级 海轮标准设计; 南航道的主通航孔按 3 000 t 级海轮 标准设计, 通航净空为 125 m ×31 m , 两侧副通航孔 按 300 t 级海轮标准设计。 (11) 地震基本烈度: 6 度。 图 1 杭州湾跨海大桥地理位置 收稿日期: 2006- 06- 10 — 2 —公路2006 年 第 9 期单位: cm路基与桥梁宽度图 25 m /s, 最大潮差近8 m , 潮流量约100 亿m 3。桥 — 2 — 公 路 2006 年 第 9 期 单位: cm 路基与桥梁宽度 图 2 5 m /s, 最大潮差近8 m , 潮流量约100 亿m 3。桥位处平 (12) 船舶撞击力: 见表 1。 均含沙量为1125 k g /m , 平均含盐度为101787 g/k g。 杭州湾在桥位处总体上处于整体比较稳定的状 态, 冲淤特点为“冬冲夏淤, 北冲南淤”。 桥 位处受波浪影响较大, 常浪向为 E 和NW , 春、夏季的常浪向为E , 秋、冬两季为NW 。强浪向为 E 和E SE。年平均波高012 m , 年平均周期112 s。全 3 表 1 船舶撞击力 年 115 m 以上波高仅占 016% 。 多年最大波高大于 215 m 出现的方位分别在E～ E SE , 出现在夏季, 而W ～ N 向的浪较小。 9711 号台风过程中实测最大波高 315 m , 对应周期712 s, 波向E SE , 相应风速26 m /s。 桥区水域的波浪基本上为风浪, 涌浪比例仅占114% 。 桥位处冲刷也较大, 最大冲刷线标高: 北航道桥 主塔处为- 3314 m , 南航道桥主塔为- 3115 m , 引 桥在南岸深槽处为- 3417 m 。 (4) 工程地质。 桥位处的地层以第四系覆盖层为主。 北岸除孤 山残丘外, 第四系地层分布广、厚度大。 南岸第四系 地层沉积了较厚的松散堆积物, 第四系厚度多在130 ～ 220 m , 主要地层为亚粘土、亚砂土、淤泥质