summary - ceci · 浙江省及上海市附近之跨海(江)大橋。 148 │no.89│ january, 2011...
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壹、 前言
本次赴大陸主要目的為參訪已完工之杭
州灣大橋及考察鄰近施工中或其他較為特殊
之跨海(江)大橋,藉以汲取寶貴之海事工程
設計與施工經驗。本公司由張總經理荻薇率
隊,隨行有運土部李元唐協理、港灣部張欽
森技術經理及成俊欽正工程師、一結部楊國
雄副理、二結部陳錦林副理及陳芳誠計畫副
理、勞安中心陳志鴻主任、地工部林秉洋計
畫工程師等九名前往參訪。
本次參訪行程係商請北京茅以升科技
教育基金會協助安排,並由基金會人員全程
陪同參訪,由於本公司張總經理為地震與橋
梁工程領域之知名專家,並為該基金會橋梁
委員會委員,張總經理之率隊考察,受到參
訪單位重視,使本次參訪考察之成果更為豐
碩。
本次赴大陸參訪之橋梁為位於江蘇省、
浙江省及上海市附近之跨海(江)大橋。
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3工程參訪
S i t e V i s i t│中│華│技│術│
No.89│ January, 2011 │149
3工程參訪
關鍵字:橋梁工程、斜張橋、鋼箱梁、跨海大橋
台灣世曦工程顧問股份有限公司:
總經理/張荻薇
第二結構部/副理/陳錦林
第一結構部/副理/楊國雄
第二結構部/計畫副理/陳芳誠
本公司刻正辦理「金門大橋工程設計
暨配合工作」,並於2010年9月提交基本設
計成果。有鑑於金門大橋之規模、設計及施
工,均為國內首見,故冀望能藉由參訪考察
大陸相關工程案例,提昇本公司海事及橋梁
工程技術,以更求金門大橋完善之設計成
果。
SUMMARY摘 要
1
3
2
4
1
2
3
4
●第一纜長:懸索橋主纜纏絲採用的是
大陸首次使用的“S”型鋼絲,兩根主
纜每根長2,600公尺。
● 第一高塔:大橋南汊懸索橋索塔高達
215.58公尺,相當於73層樓高度。
● 第一大錨碇:大橋北錨碇要承受6.8萬
噸的主纜拉力,錨體由近6萬立方公尺
混凝土澆築而成。
● 第一大深基坑:北錨錨碇長69公尺、
寬50公尺,深度50公尺,開挖土方近
17萬立方公尺,相當於17層樓高地下
城堡。
● 第一重鋼箱梁:橋寬38.7公尺,高3
公尺,鋼箱梁共有93節,總重量約為
21,000公噸,最大一節鋼箱梁重達506
公噸。
● 第一大面積鋼橋面鋪裝:大陸首次
全部採用環氧瀝青鋪裝,鋪裝總長度
2,248公尺,鋪裝總面積達70,800平方
公尺。
● 第一座剛柔並濟的組合型橋梁:由南
汊懸索橋和北汊斜張橋組成。
貳、 工程參訪
以下就參訪之橋梁工程內容,依行程先後
依序說明如下:
一、潤揚長江公路大橋(以下簡稱潤揚大橋)
潤揚大橋為本次參訪行程的第一座大橋,
位於江蘇省鎮江與揚州兩市之間,中間橫跨世
業洲,大橋於2000年10月20日開工,2005年4
月30日建成通車,總投資金額約58億人民幣,
全長35.66公里,由北接線、北汊斜張橋、世業
洲互通、南汊懸索橋、南接線、南接線延伸段6
個部分組成,其中南汊主橋為主跨徑1,490公尺
之單跨鋼箱梁柔性懸索橋,而北汊主橋則採用
176公尺+406公尺+176公尺三跨雙塔雙索面鋼
箱梁剛性斜張橋,是中國大陸第一座剛柔並濟
的組合型橋梁。橋寬38.7公尺,採雙向六車道
布設,設計時速為100公里,設計使用年限100
年,通航船隻為5萬噸級。橋址位於感潮河段,
潮汐為半日潮,潮位變化最大達6.25公尺,目前
為中國第二、世界第四長的懸索橋。建造當時
創下了中國橋梁史上的八項第一,分別為:
●第一大跨徑:大橋南汊主橋為主跨徑
1,490公尺的單孔鋼箱梁懸索橋。
考察團於潤揚大橋工址留影考察團於潤揚大橋工址留影
參訪橋梁地理位置
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3工程參訪
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3工程參訪
依施工單位江蘇省長江公路大橋指揮部現
場人員說明,採用三塔懸索橋橋型主要基於以
下兩個考量:一、是考慮到橋位處江面寬闊,
據測量,大橋跨越的長江江面寬達2.3公里,河
床呈淺W形斷面,如採用一跨過江的橋梁方案,
投資將大幅度增加,而採用三塔兩跨懸索橋不
僅節約經費,而且能儘量地利用橋址區河床特
點,並適應長江河勢的變化,同時由於水中只
有一個主塔基礎,減少了建橋對水流的影響,
降低了船舶碰撞風險。二、是考慮到長江岸線
資源的充分利用問題。如果採用斜張橋橋型,
引橋過多、過密的橋墩,將會影響兩岸港口碼
頭間船舶的航行,不利於兩岸岸線的開發利
用。
該橋具有下列幾個特點:
● 主橋採用主跨2×1,080公尺的三塔雙
跨鋼箱梁懸索橋,係世界首創及第
一。
● 中塔採用縱向人字形、橫向門式框架
型鋼塔,其大節段製造和安裝技術的
使用在大陸尚屬首次,高度世界第
一。
● 沉井基礎,沉井平面尺寸長約58公
尺、寬44公尺、高76公尺,整個沉井
基礎將下沉到標高-70公尺的深度,為
世界入土最深的水中沉井基礎。
二、泰州長江大橋(以下簡稱泰州大橋)
泰州大橋位於江蘇省,北起泰州市,跨越
長江,南迄揚中市,工程全長62.088公里,全
線採用雙向六車道高速公路標準,設計時速為
100公里,總投資93.7億人民幣,建設工期為五
年半,預定於2012年通車,是本公司參訪橋梁
中唯一正在興建之橋梁。其中,跨江主橋及夾
江橋全長9.726公里,橋面寬33公尺。跨江主橋
採用了主跨2×1,080公尺的三塔雙跨鋼箱梁懸
索橋,係世界首創,設計使用年限100年,橋下
淨高大於50公尺,通航船隻為5萬噸級。中塔採
用縱向人字形、橫向門式框架型鋼塔,其大節
段製造和安裝技術的使用在大陸尚屬首次。
一。
● 中塔採用縱向人字形、橫向門式框架
型鋼塔,其大節段製造和安裝技術的
使用在大陸尚屬首次,高度世界第
一。
● 沉井基礎,沉井平面尺寸長約58公
尺、寬44公尺、高76公尺,整個沉井
基礎將下沉到標高-70公尺的深度,為
世界入土最深的水中沉井基礎。
線採用雙向六車道高速公路標準,設計時速為
100公里,總投資93.7億人民幣,建設工期為五
年半,預定於2012年通車,是本公司參訪橋梁
中唯一正在興建之橋梁。其中,跨江主橋及夾
江橋全長9.726公里,橋面寬33公尺。跨江主橋
採用了主跨2×1,080公尺的三塔雙跨鋼箱梁懸
索橋,係世界首創,設計使用年限100年,橋下
淨高大於50公尺,通航船隻為5萬噸級。中塔採
用縱向人字形、橫向門式框架型鋼塔,其大節
段製造和安裝技術的使用在大陸尚屬首次。
南、北錨施工 南、北錨施工
中塔沉井施工
中塔沉井施工
主塔纜索系統之架設施工
泰州大橋主塔
泰州大橋全景
考察團於泰州大橋工址留影152 │No.89│ January, 2011
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泰州大橋主塔
中塔柱施工
南北塔施工
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3工程參訪
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3工程參訪
塔梁阻尼裝置模型
斜拉索減振措施
蘇通大橋全景
主梁架設與施工
主梁架設與施工
基礎施工
橋塔施工
三、蘇通大橋
本橋位江蘇省,該橋跨越長江,連接蘇州
(常熟)和南通兩座城市。公路總里程32.4公
里(含南北端引道),實際跨江的橋梁部分約
8,200公尺,其斜張索橋間的跨距達1,088公尺。
總投資約64.5億人民幣。
蘇通大橋全線採用雙向六車道高速公路標
準,設計行車速度南、北兩岸接線時速為120公
里,跨江大橋則為100公里。
蘇通大橋由跨江大橋工程和南、北岸接
線工程三部分組成,創造了最大主跨、最高橋
塔、最長拉索、最深基礎四項世界紀錄,全長
32.4公里的蘇通大橋分為南、北岸接線高速公路
和跨江大橋三個部分。
該橋具有下列幾個特點:
● 第一大跨徑:採用100+100+300+1,08
8+300+100+100=2,088 公尺的雙塔雙
索面鋼箱梁斜拉橋,主孔跨度1,088公
尺,列世界第一。
● 第一纜長:斜拉索的長度580公尺。
● 第一高塔:塔高306公尺/100層樓。
●最大基礎尺寸:群樁基礎平面尺寸為
113.75公尺×48.1公尺,主塔採用131
根直徑2.5公尺~2.8公尺、長逾120公尺
之群樁。
● 可滿足5萬噸級貨櫃貨輪和4.8萬噸級
之船隊通航需要。
塔梁阻尼裝置模型
橋塔施工
基礎施工
主梁架設與施工
主梁架設與施工156 │No.89│ January, 2011
3工程參訪
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3工程參訪
蘇通大橋全景
● 施工決定設計:採取預製化、工廠
化、大型化、變海上施工為陸上施工
的施工方案。預製吊裝的最大構件為
長70公尺、寬16公尺、高4.0公尺、重
2,180公噸的預力混凝土箱梁,最長的
構件為長度84公尺、直徑1.6公尺的超
長鋼管樁。
● 需要鋼材76.9萬公噸(鋼材量可造8個
鳥巢),水泥129.1萬公噸,石油瀝青
1.16萬公噸,木材1.91萬立方公尺,混
凝土240萬立方公尺。
斜拉橋,南航道寬125公尺,高31公
尺。
● 引橋採用30∼80公尺不等的預力混凝
土連續箱梁。
● 南灘50公尺x16公尺箱梁採用整孔預
製,大型平板車梁上運梁。
● 水中區引橋70公尺x16公尺箱梁採用整
孔製、運、架一體化方案,單片梁重
達2,180公噸。
● 水中區引橋打入鋼管樁直徑1.5~1.6公
尺,樁長約80公尺,總數超過4,000
根,各類樁基7,000餘根。
● 建設條件(一年的有效工作日不足180
天)
風︰受颱風、熱帶風暴影響較大,小
氣候易產生龍捲風。
流︰平均流速2.39公尺/秒,實測最大
流速5 公尺/秒以上。
潮︰潮流紊亂,沖刷嚴重。
約14公里處,建有一個面積約一萬兩千平方公
尺的海上平台,該海上平台中心至大橋中心距
為250公尺,平台長軸長148公尺,短軸長99公
尺,平面呈橢圓形,該海中平台之基礎採用樁
基礎型式。於杭州灣跨海大橋建成後,該海中
平台是一個海中交通服務的救援平台,亦作為
旅遊休憩觀景平台,可供民眾登上平台之觀光
塔遠眺。於本公司參訪該平台期間,該海上平
台正進行裝修工程。
該橋具有下列幾個特點:
● 長度在目前世界上在建或已建的跨海
大橋中位居第一。
● 北通航孔橋為主跨448公尺鑽石型的雙
塔雙索面鋼箱梁斜拉橋,北航道寬325
公尺,高47公尺。
● 南通航孔橋為A字型單塔單索面鋼箱梁
四、杭州灣跨海大橋
杭州灣跨海大橋北起浙江省嘉興市海鹽鄭
家埭,跨越寬闊的杭州灣海域後,抵浙江省寧
波市慈溪水路灣,位於經濟最發達之長江三角
洲區域出口。
杭州灣跨海大橋全長36公里,其中橋長
35.7公里,大橋兩岸連接線工程總長84.4公里,
其中北連接線29.1公里,南連接線55.3公里,該
橋於2003年6月8日開工,2008年5月1日通車,
工期約5年,總投資約118億人民幣。橋面為雙
向六車道高速公路,設計時速100公里,設計使
用壽命100年以上。
大橋設北、南兩個通航孔。北通航孔橋為
主跨448公尺鑽石型的雙塔雙索面鋼箱梁斜拉
橋,通航標準35,000噸級﹔南通航孔橋為A字
型單塔單索面鋼箱梁斜拉橋,通航標準3,000噸
級。在南通航孔橋往南1.7公里,亦即離南岸大
海上平台上之觀光塔杭州灣跨海大橋全景
杭州灣大橋海上平台158 │No.89│ January, 2011
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海上平台上之觀光塔
橋上防風柵
杭州灣大橋南通航孔橋
杭州灣大橋北通航孔橋
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3工程參訪
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3工程參訪
度為165公尺,矢跨比1/10,加勁梁部分採用中
間開槽6公尺的雙箱鋼箱梁,全寬36公尺,橋面
淨寬23公尺。通航等級3萬噸級,通航淨高49.5
公尺,淨寬630公尺。按四車道高速公路標準
建設,設計行車時速80公里,路基寬度24.5公
尺,總投資23.6億人民幣。
該橋具有下列幾個特點:
● 主跨1,650公尺的大跨度兩跨連續鋼箱
梁懸索橋,其主跨跨徑目前僅次於日
本明石海峽大橋(1,998公尺) 。
● 使用年限100年。
● 採用1,770MPa高強度鍍鋅平行鋼絲(大
多採用1,670MPa)的大跨徑懸索橋,提
高鋼絲強度級別可以減輕主纜自重,
從而減少主纜索股數,減小塔、錨的
規模,縮短施工週期。
五、西堠門大橋及金塘大橋
(一) 西堠門大橋
西堠門大橋是連接舟山本島與寧波的舟山
大陸連島工程中的第四座大橋。舟山大陸連島
工程全長50公里,由岑港大橋、響礁門大橋、
桃夭門大橋、西堠門大橋和金塘大橋等五座跨
海大橋及接線公路組成。舟山大陸連島工程東
起舟山本島,向西連接里釣島、富翅島、冊子
島、金塘島,於寧波鎮海煉化廠西側登陸,按
高速公路標準建設。其中西堠門大橋走向由北
向南,北端連接冊子島,南端連接金塘島,橫
跨西堠門水道,為主跨1,650公尺的大跨度兩跨
連續鋼箱梁懸索橋,其主跨跨徑僅次於日本明
石海峽大橋(1,998公尺),位居世界第二,為大
陸第一,設計通航等級3萬噸級、使用年限100
年,於2009年12月25日正式通車。
西堠門大橋長2.588公里,主橋橋跨布置為
578公尺+1,650公尺+485公尺。中跨主纜理論垂
● 採分體式雙箱斷面鋼箱梁,鋼箱梁全
寬36公尺,梁高3.5公尺,兩箱間通過
箱型橫梁和工字梁連接。實測最大風
力達到13級。
西堠門大橋 橋跨配置
西堠門大橋全景
西堠門大橋之纜索系統
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3工程參訪
(二) 金塘大橋
金塘大橋全長26.54公里,連接金塘島與寧
波鎮海,總投資約77億人民幣,大橋長21.029
公里,雙向四車道,全橋總體佈置組合為:金
塘側引橋(1,007公尺)+東通航孔橋(460公
尺)+東段非通航孔橋(2,700公尺)+主通航
孔橋(1,210公尺)+中段非通航孔橋(8,940公
尺)+西通航孔橋(330公尺)+西段非通航孔橋
(4,080公尺)+鎮海側淺水區引橋(550公尺)
+鎮海側岸上引橋(1,752公尺),是舟山大陸
連島工程中規模最大的跨海大橋,有斜張橋、
連續鋼構橋、連續橋梁等多種橋型,設有三個
通航孔,其中主通航孔橋全長1,210公尺,主通
航孔為主跨620公尺之五跨連續雙塔雙索面鋼箱
梁斜張橋,橋跨布置為77公尺+218公尺+620
公尺+218公尺+77公尺,橋寬30.1公尺,通航
等級為5萬噸級,通航淨高51公尺,淨寬544公
尺。
211.100 110.010
77m 77m620m 218m
通航淨空554x51m 設計最高通航水位3.18m4.00 4.00 6.00 4.006.00 4.00通航淨空109x25.5m
金塘大橋 橋跨配置圖金塘大橋全景
風洞試驗模型液態阻尼器模型
鋼管護欄
防撞鋼套箱模型
金塘大橋之樁基礎模型金塘大橋之樁基礎模型
風洞試驗模型防撞鋼套箱模型
鋼管護欄
液態阻尼器模型164 │No.89│ January, 2011
3工程參訪
No.89│ January, 2011 │165
3工程參訪
1. 長江隧道工程採用潛盾工法施築,隧
道起於浦東新區五好溝,穿越南港水
域在長興島西南方登陸,全長8.95公
里,其中穿越水域部分達7.5公里,最
深處在水下55公尺。
2. 潛盾機之直徑為15.43公尺,其斷面積
約為180平方公尺,是世界上最大直徑
的潛盾隧道。
3. 上海長江隧道整體斷面設計為上下兩
層的雙管隧道,兩單管間淨距約為16
隧道埋深50公尺的紀錄。
● 上海長江大橋上軌道交通與六車道公
路交通同平面,在世界上屬於首例。
● 上海長江大橋主通航孔為跨徑730公尺
的分離式全浮體系斜張橋,目前為同
類型橋梁中之世界最大者。
(一) 上海長江隧道
界規模最大的隧橋結合工程。工程按高速公路
標準,雙向六車道,設計荷載公路I級,設計時
速80~100公里,於2009年10月31日正式通車。
本工程具有下列幾個特點:
● 上海長江隧道潛盾機一次推進距離最
長。
● 隧道埋設最深,打破日本東京灣公路
六、上海長江隧橋
上海長江隧橋(崇明越江通道)位於上海
東北部長江口南港、北港水域,工程起於上海
市浦東新區的五好溝,經長興島到達崇明縣的
陳家鎮,全長25.5公里。工程採用“南隧北橋
“方案,即以隧道形式穿越長江口南港水域,
長約8.95公里;再以橋梁型式跨越長江口北港水
域,長約16.65公里,由全球最大直徑隧道和世
界最大公路軌道合建斜張橋組成,堪稱目前世
南、北錨施工中塔沉井施工
上海長江隧橋
速80~100公里,於2009年10月31日正式通車。
本工程具有下列幾個特點:
● 上海長江隧道潛盾機一次推進距離最
長。
● 隧道埋設最深,打破日本東京灣公路
上海長江隧橋(崇明越江通道)位於上海
東北部長江口南港、北港水域,工程起於上海
市浦東新區的五好溝,經長興島到達崇明縣的
陳家鎮,全長25.5公里。工程採用“南隧北橋
“方案,即以隧道形式穿越長江口南港水域,
長約8.95公里;再以橋梁型式跨越長江口北港水
域,長約16.65公里,由全球最大直徑隧道和世
界最大公路軌道合建斜張橋組成,堪稱目前世
參訪團於上海長江隧橋橋管單位留影166 │No.89│ January, 2011
3工程參訪
No.89│ January, 2011 │167
3工程參訪
1. 大橋起於隧道長興島登陸點,沿地面
橫穿長興島,由長興島東北部跨越長
江口北港水域至崇明島陳家鎮,工程
全長16.65公里(其中接線道路6.68公
里,跨江橋梁9.97公里)。為溝通島
內交通,長興島潘園公路及崇明陳家
鎮各設有一座互通式立交。
2. 大橋採用六車道高速公路標準,設計
時速為90公里(軌道交通)及100公里(
公路);預留兩車道軌道交通;主航道通
航標準:585x52.7公尺(單孔雙向);設計
基本風速39.6公尺/秒。
3. 跨江橋梁共154跨,設有滿足遠期3萬
噸級集裝箱及5萬噸級散貨船的主通航
孔及滿足3,000噸級船舶通行的輔通航
孔。
4. 主航道橋採用
92+258+730+258+92=1,430公尺雙塔
雙面五跨連續鋼箱梁斜張橋。
公尺,沿其縱向每隔800公尺左右設一
條橫向人行聯絡通道,可供發生災變
時人員逃生使用。隧道上層則設有火
災排煙通風道,用於緊急情況下排煙
通道;隧道下層是預留之地鐵軌道空
間、22萬伏特之電纜通道及人員疏散
通道,是世界上隧道空間利用率最高
的大型隧道。
4. 上海長江隧道單管外徑為1,500mm,
內徑為1,370mm,內設三條(3×3.75
公尺)車道,雙向共六車道,設計時
速為80公里。
(二) 上海長江大橋
三車道之上海長江隧道 上海長江隧橋行控中心 上海長江大橋伸縮縫
橋面預留最右側車道作為地鐵用 上海長江大橋斜拉索阻尼器
長江隧道出口鳥瞰
長江隧道橫向人行聯絡通道模型
上海長江大橋 立面、斷面圖
168 │No.89│ January, 2011
3工程參訪
No.89│ January, 2011 │169
3工程參訪
或橋址近處設立大橋工程展覽館,以保存建橋
過程之資料,對工程經驗的傳承以及土木工程
教育的推廣甚有助益,亦值得我方效法與學
習。
參考文獻
1. 王勇主編,「杭州灣跨海大橋工程總結(上卷
)、(下卷)」,2008年4月。
2. 「世界橋梁」 2009-增刊1(總第143期)。
3. 江蘇省長江公路大橋建設指揮部,「泰州長
江大橋建設(一)、(二) 」,2009年3月。
4. 中國公路協會橋梁和結構工程分會「面向創
新的中國現代橋梁」,2009年4月。
5. 各橋管單位提供之簡介資料。
結語與心得
中國大陸地大物博,多深山大川,在橋梁
建設發展上,面臨甚多嚴峻工程環境之挑戰,
亦促使其橋梁工程技術之進步。本次赴大陸長
江三角洲參訪六處先進橋梁工程,有助於進一
步瞭解最新橋梁設計與施工技術。參訪期間與
大陸各橋梁工程之施工單位或管理單位之專家
相互交流,交換彼此工程實務上的心得。藉由
本次考察參訪行程,能夠吸收、學習到甚多寶
貴的經驗,亦得以擴展國際視野,本次出國考
察參訪所得到的心得與經驗,將可應用於金門
大橋工程設計及日後之相關橋梁工作上。
中國大陸有關橋梁新技術、新工法及材料
之研發,係為配合其艱鉅工程環境而發展,在
政府支持下、並經過學術界與工程界長期論證
與試驗,於實際建設橋梁時,工程總能在三、
五年短時間內完工,並獲致成功,也因此各處
橋梁從規劃設計到施工,已累積相當多的經驗
與資料,有利於我們參考應用,以縮短學習時
間。另各處大橋於竣工後,於大橋管理單位內
參訪團於蘇通大橋橋橋管單位留影170 │No.89│ January, 2011
3工程參訪
No.89│ January, 2011 │171
3工程參訪