東海大橋

滬蘆高速公路的南段部分

東海大橋(The Donghai Bridge/ East China Sea Bridge)是中國境內一座連接上海市浦東新區南匯新城鎮與浙江省舟山市嵊泗縣洋山鎮的橋樑工程,位於中國浙江省杭州灣洋山深水港海域內,為滬蘆高速公路的南段部分;也是洋山深水港的重點配套性工程之一。

東海大橋始建於2002年6月26日;2003年7月13日,時任中國國家主席江澤民為東海大橋題寫橋名; 2005年12月10日,東海大橋正式通車運營。

東海大橋起始於上海市浦東新區(原南匯區)蘆潮港,北與滬蘆高速公路相連,南跨杭州灣北部海域,直達浙江嵊泗縣小洋山島。全長32.5公里的東海大橋是上海國際航運中心深水港工程的一個組成部分,被上海市政府列為"一號工程"。橋面為雙向六車道高速公路,設計速度80千米/小時;項目總投資額71.1億元人民幣;工程總設計師是林元培

建設歷程


2001年6月29日,“洋山深水港蘆洋大橋工可報告專家諮詢審查會”在上海閔行紫藤賓館召開;7月6日,“洋山深水港蘆洋大橋通航孔標準和技術要求意見徵詢會”在上海港務局召開;12月27日,大橋通航孔凈空尺寸設計方案和東海艦隊訓練場搬遷均得到海軍總部的支持。
東海大橋主橋夜景
東海大橋主橋夜景
2002年1月11日,“蘆洋跨海大橋工程勘察方案招標專家評審會”召開;1月16日,中國交通部水運司主持召開了“蘆洋跨海大橋通航標準論證會”;4月8日,“東海大橋試樁典禮”在蘆潮港施工現場召開;5月7日,東海大橋施工方案徵集評審會召開,以李國豪院士為組長的16位專家對18家施工聯合體報送的方案進行了評審;5月18日,東海大橋初步設計方案比選評審會召開,確定上海市政院與大橋院共同承擔工程設計;6月26日,東海大橋海上段施工開始打樁,標誌著大橋工程動工建設。
2003年6月29日,全長587米的東海大橋一標淺海段施工鋼棧橋實現全線貫通;7月11日,中國當時最大的預製安裝式橋墩安裝在東海大橋289號橋墩的墩台上,大橋海上段上部結構開始施工;9月18日,上海同盛大橋建設有限公司門戶網站“東海大橋工程信息網”正式開通;9月30日,起重能力達2500噸的“小天鵝”號大型浮吊完成70米箱梁的試架,標誌著東海大橋非通航孔部分的沉樁、套箱安裝、承台施工、墩身安裝以及箱梁架設等主要作業流程全部完成。
東海大橋港橋夜景
東海大橋港橋夜景
2004年4月3日,東海大橋海堤工程舉行合龍儀式;5月22日,東海大橋海上沉樁施工全部完成;8月26日,東海大橋主通航孔斜拉橋主塔完成封頂;8月30日,東海大橋海上非通航孔基礎工程完成;9月23日,40多位國際橋樑專家在國際橋樑與工程協會期間考察東海大橋;12月24日,東海大橋與小洋山港區完成對接。
2005年3月29日,東海大橋工程由主體結構施工轉入輔助工程施工,橋面開始鋪設瀝青混凝土;4月8日,東海大橋最後一座輔通航孔合龍;5月3日,東海大橋顆珠山斜拉橋完成合龍;5月20日,東海大橋主通航孔斜拉橋結構工程全部完成;5月22日,東海大橋非通航孔橋全線貫通;5月25日,東海大橋舉行全線貫通儀式;7月7日,為配合多國海事機構參加的東海搜救演習,東海大橋分指揮部向演習車輛開放橋面交通;9月29日,東海大橋完成32.5千米瀝青攤鋪,於當日晚亮燈測試; 12月10日,東海大橋通車運營。

橋樑位置


東海大橋公路門牌
東海大橋公路門牌
東海大橋全段線路走向示意
東海大橋全段線路走向示意
東海大橋位於中國上海市浦東新區東南部的南匯新城鎮(原蘆潮港鎮)與浙江省舟山市嵊泗縣洋山鎮之間;大橋北起蘆潮港社區以東約4千米處的老防汛大堤,向南經新防汛大堤后,上跨杭州灣東北部海域;向南至舟山群島西北部的崎嶇列島,依次經過大烏龜島和顆珠山島后,止於小洋山島。截至2013年,東海大橋為滬蘆高速公路(滬高速S2)組成部分;線路北端在浦東新區海岸大亭立交橋處同時銜接滬蓉高速公路北段以及上海繞城高速公路(國家高速G15)東環至南環轉角段,在泥城鎮和南匯新城鎮分別與南蘆公路、兩港大道設全互通進出口;線路南端在大烏龜島處互通接玄珠路,在小洋山島對接東海大道。

建築設計


建築結構

• 整體布局
東海大橋是一座集多座橋隧為一體的群體工程,全橋大致呈北偏西至南偏東方向布置,從北向南依次由陸地段(北引橋)、跨海段(主橋)和港橋連接段(南引橋)三大部分組成。其中,主橋包括一座主航道橋、三座輔航道橋以及多個非通航孔橋;港橋連接段包括顆珠山大橋和小洋山隧道兩個主要部分,以及東、西引橋。
• 設計理念
東海大橋曲線造型
東海大橋曲線造型
東海大橋外觀以"東海長虹"為創意理念,宛如中國東海上一道亮麗的彩虹;大橋色彩是建築外觀形象和展示橋樑個性的直接表現,採用白、淺灰色作為大橋的主色調,使其與環境和諧統一;主航道橋“人”字形索塔如“兩根定海神針”牢固地釘在海中央;全橋段為S形曲線設計。
• 構造特點
東海大橋主航道橋斜拉索塔
東海大橋主航道橋斜拉索塔
東海大橋通航橋墩
東海大橋通航橋墩
東海大橋主航道橋為連續多跨的雙塔中央單索麵斜拉橋,採用半漂浮體系。主梁採用單箱三室截面,為在大跨徑斜拉橋上首次採用鋼和混凝土箱形結合梁。主塔為鋼筋混凝土結構,塔身上段為適應中央索麵布置採用倒Y形構造,下段採用實腹寬肩式墩身;塔身截面中塔柱為單箱單室,其餘截面為單箱雙室。為平衡斜拉索在塔壁上產生的拉力或邊、中跨斜拉索間不平衡水平分力,在整個上塔柱均布置環向預應力鋼筋。斜拉索採用扇形中央平行索麵,使用高強度鍍鋅平行鋼絲束,冷鑄錨,拉索外表面採用防風雨振措施。主塔墩和輔助墩均採用鑽孔樁基礎,邊墩以及輔助墩墩身採用空心墩;在靠近承台處設置混凝土錨梁以錨固平衡上拔力的鋼絞線拉索,在墩身下部設置部分預應力粗鋼筋並伸至承台內錨固。主塔墩和輔助墩橋軸線兩側設置固定式防撞體系以抵抗船舶的撞擊力。承台橋軸線兩側設置獨立的防撞墩,在主塔墩及輔助墩遭遇較大級別的船舶撞擊時,防撞設施破損以消耗能量,以減小對橋墩的碰撞力和船舶破損,同時避免船舶前伸部分觸及橋墩上部結構,從而保護樁基。在主塔墩、輔助墩和邊墩處均設置豎向、橫向支座,主塔和主梁間縱向採用液壓阻尼裝置以限制主梁縱向位移。
東海大橋三座副航道橋全部採用變高度預應力混凝土連續梁橋,主梁採用單箱單室、大懸臂箱梁;海上非通航孔橋採用預應力混凝土等高度連續箱梁,主梁採用單箱單室、大懸臂箱梁,箱梁配置體內預應力束,並預留體外索構造作為備用束,中間一至兩墩設固定支座,其它各墩設縱向滑動支座;陸地引橋採用預應力混凝土連續等高度箱梁,主梁採用單箱雙室截面,橋墩採用板式墩身。
東海大橋顆珠山大橋
東海大橋顆珠山大橋
東海大橋顆珠山大橋主橋為連續多跨的雙塔雙索麵疊合梁斜拉橋,過渡孔採用預應力混凝土簡支箱梁結構。主梁採用鋼和混凝土疊合梁構造,為栓焊結合箱型梁。主塔為類似H形鋼筋混凝土結構,主塔拉索錨固構造採用錨固鋼橫樑結構形式,局部採用預應力束加強。斜拉索採用扇形密索布置,使用鍍鋅平行鋼絲索冷鑄錨具,預留減震裝置;斜拉索與過渡孔之間採用轉角伸縮縫,過渡孔與引橋之間採用大位移伸縮縫。
東海大橋五洞五線小洋山隧道
東海大橋五洞五線小洋山隧道
東海大橋小洋山隧道是一座五洞五線隧道,由高架主路隧道、地面輔路隧道和管線隧道組成。其中,高架主路隧道為複合式中牆雙連拱隧道結構,地面輔路隧道和管線隧道採用平面小間距布置形式,整個隧道體為空間小間距形式。

設計參數

東海大橋全長32.5千米,包括3.7千米陸地段(蘆潮港老大堤至新大堤)、25.3千米跨海段(蘆潮港新大堤至大烏龜島)以及3.5千米港橋連接段(大烏龜島至小洋山島);標準段為兩座分離式上下獨立橋,凈間距1米,總寬31.5米,每隔2千米處設一橫向連接段用於應急車輛掉頭;橋面鋪設100毫米厚瀝青混凝土,鋪裝總面積約82萬平方米。
● 主副航道橋
東海大橋主航道橋
東海大橋主航道橋
東海大橋主航道橋全長830米,採用“(73+132+420+132+73)米”的跨徑布置;主通航孔凈寬300米、凈高40米,通航等級5000噸,並能滿足10000噸級船舶的通航要求,單孔雙向通航;主梁高4米,橋面板寬33米;主塔全高159米,縱橫向尺寸8米,橫向尺寸上塔柱7米、中塔柱4.2米、下塔柱從37米漸變至28米;斜拉索麵橫橋向間距2米,每座塔的每個索麵共有24對斜拉索,梁端索距8米、塔端索距2.2米,每根斜拉索採用7毫米直徑鋼絲。
東海大橋三座副通航橋北向南依次採用“(70+120+120+70)米”“(80+140+140+80)米”“(90+160+160+90)米”的跨徑布置,通航等級分別為500噸、1000噸和500噸。其中,1000噸級通航孔處凈寬500米、凈高25米,雙孔單向通航;500噸級通航孔處凈寬56米、凈高17.5米,雙孔單向通航。
● 非通航孔橋
非通航孔橋工程量占整個東海大橋海上段92%左右,各種基樁數量約5500根,混凝土數量達數十萬方;深水區非通航孔採用157孔、跨度70米以及179孔、跨度60米混凝土預製簡支變連續體系。
● 顆珠山大橋
東海大橋顆珠山大橋全長710米,採用“(7×50+50+139++332+139+50+12×50)米”的跨徑布置,其中斜拉索橋主跨332米、邊跨139米,過渡孔跨50米,主梁鋼筋混凝土橋面板全寬35米;主塔高105米,塔座厚3米、下樑厚7米;全橋共有64對斜拉索,採用7毫米直徑鋼絲,樑上索距9米、塔上索距2米。
● 小洋山隧道
東海大橋小洋山隧道主路段全長270米,隧道凈寬34.06米,最大開挖寬35.72米;隧道單孔凈寬15.88米、凈高8.2米。
技術標準
公路等級高速公路
道路規模雙向六車道,設中央分隔帶和緊急停車帶
橋面凈寬31.5米(雙橋)、15.25米(單橋)
設計速度80千米/小時
荷載標準公路-Ⅰ級(汽車—超20級、掛車—120),10.5千牛/米
最大坡度3%(縱坡)、2%(雙向橫坡)
通航等級1萬噸級海輪(主航道橋)
防撞等級1萬噸(主墩)、1000噸(輔墩)、500噸(邊墩)
防震等級7度
防颱等級42米/秒(100年一遇標準)、抗12級颱風標準
防洪等級採用100年一遇水位3.73米(國家85高程)
使用年限100年
數據資料
東海大橋小洋山隧道
東海大橋小洋山隧道

設備設施


東海大橋照明系統
東海大橋照明系統
● 電氣設備
東海大橋照明建設在滿足交通功能的同時,也創造性地運用LED技術滿足大橋的警示和景觀要求。東海大橋照明系統設計包含功能性照明和景觀照明兩大部分。功能性照明細分為中桿燈照明、外展部分道路照明以及以及收費站高桿燈照明三部分;景觀照明主要分為橋體輪廓LED照明和顆珠山大橋泛光照明兩部分。
東海大橋海上風力發電場
東海大橋海上風力發電場
東海大橋供電電壓等級為10千伏,由大橋兩端分別供電,並採用10千伏電能傳輸方式作為大橋照明以及供配電系統電源;每隔1.2千米處設置1台10/0.4千伏降壓變壓器。大橋近上海市浦東新區東側水域設有海上風電場,總裝機容量100兆瓦;截至2017年11月,東海大橋海上風電場總計上網電量約22億千瓦時。
● 安全設施
東海大橋防撞護欄
東海大橋防撞護欄
東海大橋橋樑上設置有1類視覺標誌(日間標牌、夜間燈光)和3類雷達標誌(雷達反射器和感應器),全橋兩側處每隔10米安裝1套藍色LED燈具作為警示照明,橋柱燈安裝在通航孔兩側橋墩四周,標示通航凈寬的左右橋涵燈安裝在通航孔橫樑上,主通航孔上、下行方向分道通航的中央各設置1座雷達感應器。
東海大橋採用引入剛柔相濟設計理念的混合式防撞護欄,在護欄下部採用剛性混凝土護牆,以防止小車鑽出護欄或被反彈;上部採用柱和管結構,增強結構延展性,吸收大車撞擊產生的能量,避免車輛彈回或落海;欄桿總高約1.55米,可防止集裝箱卡車翻出橋面。

運營情況


票制票價

東海大橋收費期限為25年(2005年12月10日起計算),收費對象為非集裝箱營運車輛。大橋收費標準將貨車按照載重量、客車按照座位數分為5類。第一類載重2噸及2噸以下貨車、7座及7座以下客車單向每車收費20元;第二類載重2噸至5噸貨車收費30元、8座至19座客車收費20元;第三類載重5噸至10噸貨車收費35元、20座至39座客車30元;第四類載重10噸至15噸貨車收費45元、40座及40座以上客車收費30元;第五類載重15噸以上貨車收費45元。

通行事項

東海大橋屬於跨海大橋,如遇不良天氣情況,大橋會採取限速或禁行等臨時交通管制。

交通流量

截至2006年12月,東海大橋總車流量達190.3228萬輛次,其中集裝箱卡車佔70%以上。
截至2007年7月,東海大橋日均車流量達8000多輛次。
2015年,東海大橋日平均船舶流量為36艘次(00:00-04:00、20:00-24:00)+139艘次(04:00-20:00)。

建設成果


技術難題

東海大橋深入外海
東海大橋深入外海
東海大橋為中國國內首座海外大橋,工程規模大;大橋地處杭州灣深海水域,深入海洋強腐蝕環境,自然條件差;百年一遇H1%波浪高達6米,最大流速2米/秒,颱風、寒潮頻繁出現,大橋全年平均有效施工作業天數180天以內;工程周期短,需在兩年半時間裡建成,以配合小洋山港區一期工程投入使用。
東海大橋小洋山隧道是港橋連接段的重難點工程之一,原建設方案是將小洋山炸出一條通道,但這樣會破壞海島山體原本地貌,毀掉當地原住居民文化認定的“龍脈”,且碼頭建築會失去一道天然擋風屏障。最終,大橋建設解決山體薄而容易垮塌的技術難題,建成上下兩組雙連拱隧道,既保護自然景觀,又能滿足超大件運輸需求。
● 海上施工測量定位技術
東海大橋在非通航孔橋墩鋼管樁的沉樁工程施工時,利用“GPS-RTK”技術,結合海上打樁工藝的具體情況,研製出一套海上GPS打樁定位系統,有效解決水位變化條件下快速進行樁位平面坐標定位和斜樁的方向定位問題,以及沉樁過程中實時動態跟蹤監測樁頂標高。
● 海上施工平台建造技術
借鑒海上石油平台的建造經驗,結合施工的具體要求,東海大橋海上平台的建設開創性地運用導管架與浮箱結構相結合的施工方案,僅兩個月時間即建成5000平方米面積的海上施工平台。
● 混凝土套箱承台施工技術
東海大橋施工採用剛度大、變形小、抗風浪能力強的帶鋼底板的混凝土套箱,在混凝土套箱內安裝一套可拆式多功能平面鋼構梁;利用平潮水流衝擊力小的時段進行套箱安裝,就位時鋼構梁可立即與樁頂焊接,在四根承重樁間形成平面支撐體系。
● 橋墩墩身一體化施工技術
東海大橋非通航孔有800多個墩身,每個墩身高約12米、重約300噸,均採用整體預製安裝一體化方案施工;墩身在外海島嶼上預製完成後,經專用碼頭吊運出海,採用大型浮吊安裝;墩身為箱形斷面,施工採用控制墩身結構尺寸、在承台頂預先安裝支承導向定位裝置和浮吊起吊安裝、后現澆混凝土濕接頭的綜合技術措施。
● 大型混凝土箱梁場內運輸技術
東海大橋非通航孔橋面主要是跨度為60米和70米的連續箱梁,採用單幅單孔整跨預製簡支變連續施工工藝。全橋共有670片混凝土大箱梁,每片吊重分別為1600噸和2000噸。箱梁從制梁台座到出海碼頭需經過一次橫移、一次縱移和再次橫移等三次運輸。施工中採用滑移運輸方案,無需配備眾多大型吊運設備。
● 整跨混凝土箱梁海上安裝技術
東海大橋非通航孔橋預應力混凝土箱梁採用浮吊架設,為保證架落位置的準確性,施工期間採用兩種工藝裝備:一種是利用墩頂凹型槽口,在梁端底部安裝楔形導向對中裝置,臨時支座採用砂箱,落梁就位時靠箱底部楔形裝置沿墩頂凹槽引導對位將箱梁落在砂箱上;另一種是臨時支座採用砂箱,但砂箱下設箱梁縱橫移動裝置。
● 防腐以及提高耐久性成套技術
東海大橋跨越杭州灣東北部海面
東海大橋跨越杭州灣東北部海面
東海大橋採用一整套結構防腐和提高耐久性措施:盡量避免結構形成鏽蝕通道;提高混凝土密實度,改善工作性能,控制混凝土裂縫寬度,降低氯離子滲透速度;適當增加鋼筋保護層厚度,延長氯離子滲透距離:預留鋼結構腐蝕厚度;鋼樑採用金屬噴塗加重防腐塗料、水中鋼管樁採用犧牲陽極保護法等。
東海大橋工程地處杭州灣海域,常年氣溫高,濕度大,季候風強烈,此處海域海水含鹽度高,含氯度大,橋位處於出海口,漲落潮的乾濕侵蝕效應、海洋大氣的腐蝕環境,對大橋的使用壽命有極大的影響。工程結構採取高標準的防腐措施確保結構在設計使用壽命年限內的安全和滿足正常使用功能。
● 重交通高腐蝕下橋面鋪裝技術
東海大橋採用雙層式組合結構,即下層為澆注式瀝青混凝土、上層為SMA,採用這種新型的高等級瀝青橋面技術,澆注式瀝青混凝土緻密且與橋面混凝土粘結牢固,可達到抗水損、阻止水滲透、高耐久性、高承載能力的作用,從而保證橋面在重交通、高腐蝕條件下正常使用。

科研成果

• 行標專著
截至2008年8月,東海大橋工程已獲得或申請中國國家專利24項,公開發表學術論文96篇。
截至2011年1月,東海大橋工程共申請各類專利23項(發明專利16項),其中已授權有6項。
• 科學獎項
項目名稱獎項名稱
東海大橋工程2003年上海市科學技術進步二等獎
東海大橋工程2004年中國航海科學技術進步二等獎
東海大橋工程2005年中國十大建設科技成就獎
東海大橋工程2006年上海市科學技術進步一等獎
東海大橋工程2006年中國建築工程魯班獎
東海大橋(外海超長橋樑)工程關鍵技術與應用2007年中國國家科學技術進步一等獎
東海大橋工程2008年中國國家優質工程金質獎
東海大橋工程第十屆中國土木工程詹天佑獎
東海大橋海上風電示範工程2017年中國電力科學技術獎科技進步一等獎
資料來源 

榮譽表彰

• 所創記錄
截至2005年12月,東海大橋是全球最長外海大橋。

文化特色


東海大橋油畫作品
東海大橋油畫作品
● 橋名
“東海大橋”名稱由原中國國家主席江澤民題寫。
● 旅遊
2006年4月24日,洋山游正式開通,東海大橋為旅遊重點線路和主要景點之一。
● 畫展
2018年12月27日,《東海大橋》作品(何紅舟 繪)在中國國家畫院美術館“今日浦東——慶祝中國改革開放40周年暨浦東開發開放28周年浦東美術作品展”中對外展出。

價值意義


東海大橋的建成貫通,不僅創造了世界造橋史上的一個奇迹,也為上海國際航運中心洋山深水港實現“港開、橋通、城用”奠定堅實基礎,為上海市和長江三角洲地區經濟的進一步發展創造有利條件。
東海大橋是洋山深水港的陸島通道
東海大橋是洋山深水港的陸島通道
東海大橋是中國橋樑建設首次成功地跨出外海,不僅填補了中國橋樑建造史上的一項空白,也為之後相繼展開的杭州灣跨海大橋、青島膠州灣跨海大橋等跨海大橋的建設“鋪了路”。(東海大橋設計師 盧永成 評)
東海大橋歷時40個月優質高效建成,經驗收考核,綜合指標達到優良級;與國際同類工程相比,大橋工期縮短一半,投資節約60%,並形成完整的一體化設計施工理念,開創了中國外海超長橋樑建設理論和實踐先河,取得顯著經濟和社會效益,有力推動中國橋樑建設領域的科技進步,對經濟建設和社會發展具有重大戰略意義。東海大橋主航道橋作為中國第一座在外海建造的大跨度斜拉橋,其設計和工程實踐豐富了斜拉橋結構形式,為今後斜拉橋設計提供新思路。(人民網 評)