中交一公局乐青湾跨海高速公路大桥

浙江省乐清湾大桥及接线工程

一、项目概况
浙江省乐清湾大桥及接线工程是浙江沿海高速公路(甬台温高速公路复线)工程的组成路段,也是浙江省“两纵两横三绕三通道十八连”高速公路网中“一连”的重要组成部分,起于台州市温岭城南镇沙头门,跨越台州、温州2市,途经3县7乡后进入温州市乐清南塘镇东山头,终于南塘枢纽,与甬台温高速公路相接。
 
本项目采用设计速度为100km/h的双向六车道高速公路标准进行设计,整体式路基宽度33.5m,分离式路基宽度2×16.75m。本工程桥梁总长23.838km,其中特大桥21020.76m/11座,沿线设长隧道2453.5m/1座,中短隧道1395m/2座,桥、隧结构物占路线总长的72.54%,设置互通立交5处(其中枢纽式互通1处),停车区1处,管理中心1处,养护工区1处。本工程批复概算总金额为120.115亿元,建筑安装工程费84.171亿元,平均每公里造价3.147亿元。

其中跨海大桥是本项目的控制性工程,跨海桥梁由乐清湾1号桥和2号桥组成,跨海桥梁全长7161m。大桥由浙江省交通规划设计研究院设计。
  
二、建设条件
2.1气象
桥址区位于浙东南沿海,属亚热带季风气候区,具有季风显著、四季分明、温暖湿润、雨量丰富、台风频发的气候特点。

2.2 水文
桥址处潮差大,潮流属非正规浅海半日潮流类型,且具有较显著的往复流运动形式。桥址区域为我国每年热带气旋多发地带,对当地的海浪影响较大,而乐清湾内几乎不受外海海浪影响,100年一遇设计风速100年一遇高潮位组合下有效波高为2.5m。
工程区域的垂向平均盐度在25.6847%~25.7525%之间,最高盐度为26.4512%,最低盐度为24.8609%。

2.3 工程地质
桥址区位于浙东南沿海,跨越乐清海域及岛屿区,海域主要地貌类型为潮滩、水下浅滩,靠近茅埏岛附近局部形成水下深潭。
桥址区属海湾区,第四纪地层厚度较大,中上部以海相淤泥质土、淤泥及软~流塑状黏性土夹层或透镜体。整个桥址区下伏岩层为前第四纪侏罗系凝灰岩,基岩顶面标高约-130m。

三、技术标准
(1)公路等级:双向六车道高速公路。
(2)设计速度:100km/h。
(3)设计荷载:公路-Ⅰ级。
(4)通航情况:
通航水位:设计最高通航水位:5.45m;设计最低通航水位:-3.70m;
通航净空尺度:280×35.5m(宽×高)。
(5)设计基准期:100年。
(6)地震:地震基本烈度为VI度。
(7)风参数:桥址处距地面10m高处百年一遇基本风速40.1m/s。 
(8)设计潮水位:设计高潮位:3.74m;设计底潮位:-2.94m。

四、设计理念
1) 从公众满意出发,确立项目品质工程设计原则。认真梳理沿线(市县乡镇百姓、生态环保、监督管理、运营维护等)各方的诉求,合理优化线位,为地方发展预留空间;确立了建管养一体理念,突出运营安全,检修便捷,景观宜人,营造和谐美好的高速公路。注重资源节约,关注环保节能。

2)从工业建造理念入手,谋求质量安全新水平。按照“标准化设计、工厂化生产、装配化施工”的总体布局思路,在桥梁工程中优先选择预制装配化结构,其中跨海桥梁主桥和非通航孔桥全部采用工厂节段预制,减少了海上作业量,与以往的移动模架工法相比较,质量、安全远胜一筹。

3)以全寿命周期成本为准绳,实现品质工程可持续发展。以工程全寿命周期成本为准绳,采用有利于耐久性的细节设计,切实保证结构物使用寿命。针对跨海桥梁提出了全套的耐久性解决方案。在接线工程中,取消了原来通病较多的空心板结构,代之以先进的矮T梁结构。

4)以应用创新为利器,破解品质工程建设难题。为了克服软弱地基桥梁深基础难题,减少工后沉降,在沿线桥梁摩擦桩基础全部采用桩端后压浆技术,缩短桩长约3万米,节约建安费约9000万元,并形成了成套应用实施技术。在连续箱梁腹板首次引入中空预应力钢棒施加竖向预应力,解决短束施加有效应力的顽固难题。

5)以功能完善为立足点,科学处理建设与造价关系。立足功能的完善与提升,通过调整优化设计方案,采取现浇改预制、机制砂代替黄砂、桩基优化等优化措施,把路面与隧道划入一个标段提高资源利用,科学优化项目建安费。

五、工程设计
5.1  乐清湾跨海大桥1号桥主桥

5.1.1 总体布置

乐清湾跨海大桥1号桥主桥跨径布置为85+2×150+85m,总长470m,边中跨比0.567。主梁采用上下行分幅布置。结构体系采用连续刚构体系,主墩墩身与主梁固结,过渡墩与主梁之间设置支座。

5.1.2 设计亮点

1号桥通航孔桥采用预制节段拼装的变高连续刚构设计,跨径布置为85+2×150+85m,为国内同类型桥梁中最大跨径结构。全桥上部结构,除0号段在V型墩支架上现浇外,其余梁段均采用工厂预制,采用船运至现场后起吊悬臂拼装施工。由于梁段采用工厂化节段预制,由现场高空浇筑转变为工厂陆地制造,极大改善了工作条件和混凝土养护条件,工程质量易保证,混凝土密实度增强,收缩徐变影响小,抗裂性能好,结构耐久性显著提高,现场施工工序少,工程可控性高,施工质量好,下部结构施工时即可开展上部结构的预制,总体施工速度快。
主墩墩身采用V型墩构造,双薄壁墩两肢倾斜分开,造型简洁、明快,力度感强力,结构受力合理,能够很好的与乐清湾的自然环境相呼应,景观效果好。从结构受力角度,V型墩构造也可以使得主梁0号段更长,减小了施工过程中的最大悬臂长度。
 
5.2  乐清湾跨海大桥2号桥主桥

5.2.1总体布置
乐清湾跨海大桥桥型方案采用双塔叠合梁斜拉桥,跨径布置为(70+90+365+90+70)m=685m,边中跨比0.438,边跨设辅助墩。顶板设双向2%横坡,利用主梁内外侧腹板高度差来实现,主梁底板保持水平。斜拉索采用空间索面布置,梁端标准索间距为10.5m,边跨靠近尾索区索间距为9m、7 m。

5.2.2设计亮点 
乐清湾跨海大桥2号桥通航等级为5000吨级,采用单孔双向通航,通航孔净空为280×35.5m。乐清湾2号桥通航孔桥采用双塔整幅叠合梁斜拉桥,跨径布置为(70+90+365+90+70)m=685m,边中跨比0.438,边跨设辅助墩。
索塔采用钻石型塔身,造型美观大方;上部结构主梁采用PK钢箱叠合梁,采用分离式的箱形断面,斜拉索中心线与分离箱的侧腹板中心线横向位置基本对应,两箱通过中间的钢横梁连接,钢梁上铺设混凝土桥面板,钢混通过连接件连接以形成组合截面,该断面形式风阻系数较小,对于本桥位于台风多发区的适应性较好。
主梁采用工厂预制、工地拼接的施工方案,大部分施工作业在工厂内完成,避免了本项目桥位处恶劣气候环境对施工质量的影响,实现了标准化、工厂化施工的要求。

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