海南木兰角位于琼州海峡东端通道的南岸,雷州半岛前山角位于琼州海峡东端通道的北岸。有诸多关心者指出,在琼州海峡东门户树立跨海桥隧通道可行吗?回答是必需的(兼与港珠澳大桥比拟)。
一、琼州海峡东门户海底平整度与港珠澳大桥下海底平整度基本一样。琼州海峡两边有一段海沟,最深处为114米,海峡两边较深,呈盆地形,但周围浅,平均水深44米。而海峡东端海底较平,已为盆地之外,平均海底至水面为40米。港珠澳大桥上方海底局部最大装置管道水深距离海面46米,海底至水面平均深度37米。这就是说,琼州海峡东端若建的大桥距海底的平均深度是40米,港珠澳大桥跟海底的平均深度是37米,其相差是3米。无关专家指出,琼州海峡东端口海底地形比拟平整,与港珠澳大桥海底地形平整度差异不大。
二、琼州海峡东门户建桥隧跨海通道的平均树立造价比港珠澳桥隧跨海大桥的树立造价略高,但资金总量少得多。琼州海峡东端建桥隧跨海通道的长度约为25公里(不含两岸引桥),其中海峡南端的海南木兰角至海峡北方的罗斗沙岛距离18公里,罗斗沙岛至海峡北端前山角约7公里。港珠澳桥隧跨海大桥全长55公里(不含引桥13公里),该跨海大桥树立总造价为1269亿元,平均每公里造价19亿元。琼州海峡东端通道若加引桥路途10公里,算计为35公里,若高于港珠澳大桥造价为每公里21亿元,则总造价为735亿元(与吓坏基建狂魔者指出在海口港穿梭海峡两边最深处114米的造价1600亿元的差价有多大)。
三、琼州海峡东门户树立跨海桥隧通道(琼州海峡大桥)可参考港珠澳跨海大桥的树立形式。琼州海峡东门户海底平整度与港珠澳大桥海底平整度基本一样,桥隧大桥的隧道局部适宜树立沉管隧道。港珠澳大桥的海底隧道树立由在粤央企中交四航局承建,若约请其承建琼州海峡大桥,其有树立港珠澳大桥的阅历,在陆地作业“轻车熟路”。位于广东珠江口外伶仃洋的港珠澳大桥,其海底隧道全长6.7公里,由33节巨型沉管对接而成,隧道物品两端,各建人工岛衔接隧道。琼州海峡跨海大桥隧道局部,须树立衔接南北的两团体工岛,北方已有罗斗沙岛,北方可将铺前湾中的“吉祥島”(现停建)向东扩建而成(该岛可建小环岛游览路途)。人工岛除了为衔接海底隧道的重要配置之外,还是大桥的交通、治理、服务和游览观光配置为一体的综合经营核心。
四、琼州海峡东门户跨海桥隧通道建成后其前景有限景色。先说海峡跨海桥隧通道的罗斗沙島,该島上可树立对应海南自贸港的配套产业与游览业,可建货物港与邮轮码头。这个约0.8平方公里的罗斗沙岛,不然而雷州半岛徐闻县乃至雷州市和湛江市附丽海南自贸港的独立前沿,而且将是有望建成广东省较大的一个景色秀丽的游览岛。琼州海峡跨海桥隧通道建成,必将从基本上处置海峡两岸交通的瓶颈,通途变通途,其意义堪称之大。海峡跨海大桥通道衔接起来,海南島的游览终点,将加长至大陆的徐闻、雷州、湛江、茂名及阳江乃至更远点。可以构想每当游览观光者,如果从广东省茂名市或湛江市沿着雷州半岛东海岸南下,超越琼州海峡东端的桥隧大桥,抵达海南岛最西南角游览胜地,沿岛东线海口市、文昌、琼海、万宁等市抵达陵水三亚市游览胜地,这条从大陆自北至南“咫尺海角”约700多公里的游览大通道,将是环球上较长的唯一无二的游览观光景色线。
(作者:琼州墙树奇观、雷州符韶)
琼州海峡的跨海工程
在广东省前期研究后提出的方案中,有悬索式跨海大桥、斜拉式跨海大桥、沉管式隧道及需要建设两个人工岛的桥隧结合方案。
4个方案的所需资金分别为352.96亿、326.58亿、485.47亿和475.51亿。
国内外已建成的跨海工程,采用的多是以下三种主要形式。
就工程技术水平来看,建设琼州海峡跨海通道这样的超级工程已不成问题。
大桥从23海里的海面上横跨而过,没有亲眼见过的人很难想象得出这样的宏大的场景。
不过,正成为世界桥梁技术输出国的中国,在这样的桥梁技术方面并不会有太大的难题。
据了解,中国已建或在建的江阴大桥、润扬大桥、苏通大桥等一系列大跨度桥梁,引起了不少国家的瞩目,印度尼西亚、马来西亚、罗马尼亚、土耳其等国均提出要与中国合作建造大跨径斜拉桥、悬索桥的意向。
此外,东海大桥还有目前世界上最长的跨海大桥杭州湾大桥的建设,给我国的跨海大桥技术提供了很多实战经验。
桥隧技术在我国铁路建设中常用到,但在跨海工程中还不多,在建的上海长江隧桥工程采用“南隧北桥”方案,是目前世界最大的桥隧工程。
在琼州海峡的跨海方式,桥隧结合也是选择之一。
如广东前期研究的报告中,桥隧结合方案造价在大桥之上隧道之下,从两岸建桥,海上建设两个人工岛,在接近海中央时进入隧道。
琼州海峡修跨海桥有哪些弊端。
一、琼州海峡特征1. 1 海底地形地貌琼州海峡是我国3大海峡中最小的1个。
海峡为西浅东深,中部是水深大于50m、宽10km、长70 km的深水盆地,盆地中轴为水深80~114m的深水槽。
海峡南北两侧多为陡坎,陡坎最大高差可达70m,坡度22~24m。
海峡东部峡口为一系列浅滩和冲槽相间。
1. 2 气象琼州海峡地处热带,属热带季风气候。
降水充沛,日差较大。
雨量主高峰在9~10月,次高峰在5月,日最大降雨量可超过232mm。
每年5~11月为台风季节,尤以9月最多,年平均大于8级风的连续日数5d以上。
海峡雾多,大雾天气年平均24d以上。
1. 3 地质琼州海峡海底地层主要为第三、四纪海相沉积,上部为砂夹黏土、黏土夹砂或粉土互层,下部为厚层状黏土及粉砂质土互层,在钻孔处300m深的范围内未探到较厚基岩。
1. 4 活动断层琼州海峡地区北西向断裂是区内最新最活跃的构造,也是主要的发震构造。
1. 5 地震及火山该地区从1400年到1995年,共记载有M≥4. 75级地震31次(包括1605年琼山地震余震),其中大于6级地震9次,最大震级为1605年琼山7. 5级地震。
本区地震带正处于第二活动期的剩余释放阶段,因此在未来100年内发生7级及其以上的地震概率很小。
自有文字历史以来无任何火山活动可考。
二、几种过海方案琼州海峡永久性跨海工程有以下几种方案:(1)跨海大桥;(2)海底隧道;(3)桥隧结合;(4)悬浮隧道。
1.跨海大桥(1)该方案的主要优点:①设计施工技术较成熟②通行条件较佳与隧道相比,桥梁上的车辆通行时在采光、通风、视觉、人体舒适度等方面要好得多。
③营运维护费用较低。
隧道在投入营运后,在照明、通风等方面还要投入较多的费用,而桥梁相对较少。
④灾变损失小在遭遇地震、爆炸等突发灾害时,桥梁整体瞬间倒塌的可能性很小。
如设计得当,车辆损失和人员伤亡可以降到相当少的程度,桥梁也易于修复。
(2)桥梁方案的主要缺点:①桥梁长度较大,建设和通行费用高。
基础和桥墩的数量将达十余个。
由于水深近百米,建造基础和桥墩技术难度大,造价也很高。
②大风、浓雾等恶劣天气,车辆安全通行必然会受到限制,严重时会中断交通。
③海峡航道大吨位航船和水上飞机海防巡逻飞行频繁。
④大桥目标明显,难于伪装和防护,抵抗战争和自然灾害破坏的能力远低于隧道,且破坏后堵塞航道,难以修复。
中东海湾战争证实,一颗激光制导航弹或巡航导弹,即可破坏一座大桥,同时还阻塞航道;科索沃战争中位于科索沃境内多瑙河上的几乎所有桥梁被炸毁.而隧道除一处涵洞被炸毁外,均未被炸坏.这是因为大桥为线目标,十分明显,难于伪装和设防,而隧道仅两个口部暴露,易于伪装和防护 2.海底隧道(1)主要优点:①设计施工技术较成熟②通行有保障车辆通行不受天气影响,可实现全天侯通行。
③环境影响小海底隧道处于地下,环境影响远小于桥梁。
(2)海底隧道的主要缺点:①埋深大、线路长②对地质条件要求较高断裂组成了网状的构造格架,受其影响,施工和通行期间难免发生塌方涌水事故。
③营运维护费用较高隧道在投入营运后,在照明、通风等方面的费用较高。
④灾变损失大如前所述,隧道如遇强震或爆炸发生局部破坏,必将漏水。
由于隧道处于海床下数十米,水压巨大,可能会出现隧道在一瞬间即被海水充满的现象,后果将十分严重。
由于水压大,隧道在破坏后将无法修复。
3.桥隧结合桥隧结合也是可选方案之一。
该方案可综合考虑桥梁和隧道各自的特点,但它本质上是一种折衷方案,不能解决桥梁和隧道各自存在的间题。
4.悬浮隧道在琼州海峡建造悬浮隧道也是可选方案之一。
悬浮隧道是通过水的浮力和锚固力的平衡作用,使隧道悬浮在水中适当深度。
这种隧道受水深和海底地形地貌、地质条件的影响较小。
但是常规的悬浮隧道也存在着一些不完善之处,其中之一在于其锚索合理间距一般在50一100m之间,但对于跨越海峡这种超大跨度来说,隧道长度相当大,大部分锚靛将处于深水区。
这将导致工程量巨大,施工困难,精度难以保证,成本也会很高。
此外,迄今为止,悬浮隧道还没有建造先例,设计和施工技术不成熟,还有许多间题需进一步研究。
三:结论综上所述,目前的几中方案均具有可行性,但又存在各自的间题。
中国现代桥文化技术发展具备了怎样跨时代的意义
改革开放以来,我国的桥梁建设事业经历了一个辉煌的发展时期,特别是进入20世纪90年代,中国桥梁工程界在自主创新的旗帜下出现了全国范围内建造大跨度桥梁的高潮,并以空前的规模和速度为五纵七横的国家高等级公路网建造了数以百计的大跨度悬索桥、斜拉桥、拱桥和梁式桥,以跨越大江大河、海湾和深谷,大大改变了中国的交通面貌,取得了令世人瞩目的成就。
一、大跨径桥梁的关键技术问题 1.1随着世界经济的快速发展,大跨径桥梁的建设在20世纪末进入了一个高潮时期。
苏通大桥位于长江下游,是国家高速公路网中跨越长江口的咽喉工程,是国家科技支撑计划支持的首个重大公路交通工程,是我国自主设计和建造的世界首座突破千米跨径的斜拉桥。
苏通大桥主孔跨径1088米,水文条件复杂、地质条件差、气象环境恶劣、航运密度大,千米级斜拉桥其技术要求超越了国内外现行标准、规范规定,工程建设面临着极大的挑战。
1.2通过长达18年的研究与实践,建设者自主创新,开展了100多项科研专题攻关,研究了结构抗风、抗震、防船撞、防冲刷等技术,攻克了千米级斜拉桥结构体系、深水急流中施工平台搭设及群桩基础施工、基础冲刷防护和高塔、长索、大跨结构施工控制等十余项世界级关键技术难题,发展了基于寿命周期和性能设计的桥梁设计理论与方法,创新了静力限位和动力阻尼组合的桥梁结构体系,研发了具有自主知识产权的设计软件,编制了千米级斜拉桥设计指南,形成了千米级斜拉桥设计核心技术,创造了1088米的最大跨径、300.4米的最高桥塔、131根直径2.8米120米深的最大群桩基础、577米的最长拉索等四项世界纪录。
1.3从世界桥梁的发展来看,桥梁在向跨度更长、规模更大,向跨越海峡工程、外海海洋工程的方向发展。
目前世界范围内规划或在建或建成的大型跨海通道有意大利墨西拿海峡通道工程、日本津轻海峡通道工程、土耳其伊兹米特海湾通道工程、印尼苏门答腊海湾通道工程、直布罗陀海峡通道工程、白令海峡通道工程等;国内目前规划或在建或建成的大型跨海通道有港珠澳大桥、琼州海峡跨海通道工程、渤海湾跨海通道工程、台湾海峡跨海通道工程等。
随着桥梁建设环境越来越复杂,技术难度越来越高,需要解决的技术问题非常多,为了保证桥梁的可靠性、耐久性、行车舒适性和施工简易性,有大量的工作要做,需要研究者继续努力,博采众长,共同攻克这些技术难题。
1.4总的来说,现代桥梁面临的挑战主要有:一、超深水基础的结构形式和施工技术研究;二、超大跨径桥梁的结构体系和特殊力学问题;三、轻质、高强、耐腐蚀、高性能材料的研究,材料的进步决定了桥梁技术发展的水平;四、超大跨径桥梁的施工控制,如们保证建成后的设计线形、受力状态能够达到设计的要求;五、超大跨径桥梁的经济性问题。
二、中小跨径桥梁的技术发展 中小桥梁的数量非常巨大,今后的技术趋势上要体现在集成设计方面,集成设计就是充分考虑桥位处建设条件的要求,把设计和施工紧密结合起来,转变设计理念。
进行标准化设计,采用工厂加工制作和现场大型机械施工,在施工过程或者建成以后通过自动化技术进行检测,从而形成运营过程中一种系统化的管养技术,在我国对预制节段拼装预应力混凝土桥梁的研究应用始于60年代。
在国内,60年代就开始研究预制节段拼装预应力混凝土桥梁,并且投入使用,比如19 6 6 年的成昆铁路旧庄河一号桥、孙水河4号桥等,都是采用的预制节段逐跨拼装施工法;19 9 7年建成通车的石长线湘江铁路大桥,也是应用的节段悬臂拼装施工法。
之后再闽江大桥、夷 陵长江大桥等都是采用此方法,以及体内束和单键胶接缝。
在2001年建成通车的嘉浏高 速公路新浏河大桥也是采用的移动支架预制节段逐跨拼装法进行施 工。
三、桥梁防灾减灾技术和风险决策 3.1现代桥梁防灾减灾技术的热点问题主要有桥梁抗风设计数值化和精细化、基于性能的桥梁抗震设计、跨海桥梁抗台风浪耦合、桥梁防船撞等4个方面。
3.1.1桥梁抗风设计数值化和精细化,主要通过理论分析、CFD数值模拟手段,对桥梁风振机理及流体-同体耦合作用进行更深的研究,进一步提高和完善CFD技术,建立“数值风洞”和“桥梁抗风虚拟现实”技术,实现“全物理、全系统、三维、高分辨率、高逼真”的桥梁结构气动弹性数值模拟。
3.1.2基于性能的抗震设计思想综合考虑了各种影响因素并采用“投资-效益”分析的多级抗震设防思想,体现结构目标性能的“个性化”,即要求在不同地震设防水准作用下,所设计结构满足各种预定的性能目标要求,从而在最经济条件下,确保人员伤亡和经济损失均在预期可接受的范围内。
3.1.3跨海桥梁跨径大,桥位处水深浪高,气候、水文、地质、地震等海洋环境因素异常复杂。
在传统设计中,将瞬态的强风和波浪激励看作等效静力作用。
但对于跨海桥梁,台风以及台风掀起的巨浪动态特性显著,具有强烈的耦合效应。
因此,考虑台风以及巨浪这种破坏性环境荷载的实际动力特征、随机性和耦合性,将显著提高跨海桥梁的设计水平,而与之相应的结构抵抗台风浪耦合作用的结构构造措施及振动控制技术将成为跨海桥梁建设面临的一项关键技术挑战。
3.1.4目前我国桥梁的防船撞研究和设计还缺乏系统化、规范化及标准化。
为了满足我国桥梁设计和建造的需要,开展桥梁船舶撞击理论和设计规范的研究是项迫切的工作,对于指导我国桥梁的防船撞设计以及对旧桥、危桥进行防船撞加固都具有重要意义。
3.2公路桥梁建设及运营阶段存在着诸多的不确定性因素,其设计、施工和运营过程中的任一环节的错误或疏忽,都会大大降低结构的安全性,以至于导致各类工程事故的发生。
面对越来越多的桥梁事故和趋于增长的生命财产损失,需要结合我国实际情况,完善桥梁建设和运营管理体制,同时制定应对桥梁安全风险的有效措施,以达到提高桥梁安全性的目的。
针对我国国内实际情况,应通过分析安全风险评估标准、流程、方法、工程应用情况等,深入研究和讨论基础理论和评估方法中若干关键问题,优化补充评估体系,从而形成新的可操作性强的工程应用方法,对桥隧工程中常见的风险问题形成相对稳定、合理的评估流程,完善基本的评估模型,以提高具体问题的风险评估的效率和水平。
安全风险评估是公路桥梁工程建设和运营过程中的一个重要环节,全面、客观、科学、准确的评估体系对于实现工程安全建设和运营目标至关重要。
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四、桥梁结构健康监测及养护 桥梁是一种有寿命期的工程结构物,由于先天的缺陷、外部环境的影响、荷载的长期作用、自身材料的老化以及不恰当的养护维修,其健康安全不可避免地发生衰退。
这种衰退会直接威胁到结构的安全和正常营运,如果没有一种科学、经济、高效的方法来管理结构衰退带来的危险,必然会影响结构物的正常服务水平和结构的长期安全性,造成巨大的经济开销,并可能造成巨大的负而社会影响。
桥梁结构安全监测系统并不是传统的桥梁检测技术的简单改进,而是运用现代传感技术、电子工程技术、网络通讯技术、信号分析与处理技术、数据管理方法、计算机软件、系统模式识别、预测技术、结构分析理论和决策理论等多个领域的知识,极大地延拓了桥梁检测领域,实时地监测桥梁运营阶段在各种条件下的结构响应,获取反映结构状况和环境因素的各种信息,并由此分析结构的健康状况、评估结构的运营情况。
五、结语 桥梁是生命线工程,桥梁结构的合理性、安全性、耐久性一直是桥梁设计中的核心问题。
在世界经济全球化的推动下,我国交通事业得到了快速的发展,是一个发展的机遇,也是一个挑战,惟有充分发掘现代桥梁技术理念和技术创新的优势,大力加强技术储备,才能抓住机遇,应对挑战。