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(3)東海大橋及洋山港


海天佛國 交通以無量智慧接引道人(3)——東海大橋 洋山深水港區(qū)

  橋梁不僅僅是一種交通工具,從某種意義上來講,它還是一件藝術品。
  不久前,美國媒體評出了世界上最壯觀的十大橋梁,它們結合了古典和現代的雙重風格,真正體現出橋梁建筑師的建筑工藝。我國的東海大橋便名列其中。
  東海大橋長如蛟龍。它從蘆潮港出發(fā)向東海延伸了整整32.5公里,氣勢恢弘。
  2005年5月25日,東海大橋在東海之上莊嚴合龍、全線貫通。
  臺風“珍珠”在海上打轉,無奈大橋何!
  東海大橋傳承了世界跨海大橋工藝的精髓,是我國橋梁建設首次成功地跨出外海,填補了我國橋梁建造史上的一項空白。
  她,是全國人民用集體智慧托起的智慧之橋!



 


  東海大橋起始于上海南匯區(qū)蘆潮港,北與滬蘆高速公路相連,南跨杭州灣北部海域,直達浙江嵊泗縣崎嶇列島的小洋山島。全長32.5公里。2002年6月26日正式開工建設,于2005年5月25日實現結構貫通。
  東海大橋工程是上海國際航運中心洋山深水港區(qū)一期工程的重要配套工程,為洋山深水港區(qū)集裝箱陸路集疏運和供水、供電、通訊等需求提供服務。
  東海大橋全線可分為約3.7公里的陸上段,蘆潮港新大堤至大烏龜島之間約25.3公里的海上段,大烏龜島至小洋山島之間約3.5公里的港橋連接段。大橋按雙向六車道加緊急停車帶的高速公路標準設計,雙向6車道,橋寬31.5米,設計車速80公里/小時,設計荷載按集裝箱重車密排進行校驗,可抗12級臺風、七級烈度地震,設計基準期為100年。大橋包括2座大跨度的海上斜拉橋、4座預應力連續(xù)梁橋、大量的非通航孔橋以及連接兩個島嶼之間的一條海堤。全橋設5000噸級主通航孔一處,通航凈高40米,凈寬400米,橋墩按萬噸級防撞能力設計;設1000噸級輔通航空一處,通航凈高25米,凈寬140米;設500噸級輔通航孔兩處,通航凈高17.5米,凈寬分別為120米和160米。
  東海大橋是上海市跨越杭州灣北部海域通往洋山深水港的跨海長橋,它以"東海長虹"為創(chuàng)意理念,宛如我國東海上一道亮麗的彩虹。大橋色彩是大橋外觀形象及展示橋梁個性的直接表現,采用白色、淺灰色作為大橋的主色調,使其與環(huán)境和諧統(tǒng)一。目前,世界上在外海已經建成的跨海大橋最長的也只有16公里,而東海大橋建設總長32.5公里,是名副其實的“世界之橋”。


題東海大橋

泱泱東海,蒼茫浩淼,滾滾錢塘,巨瀾翻騰。登臨大橋,游目騁懷,感慨萬千,滄海桑田,變幻莫測。煙光凝而平野闊,海波靖而長天寥。沙鷗翔集,帆影點點,銀鷹閃閃,玉宇澄清,水波共長天一色。
振興中華,系我公仆,建設家園,義不容辭,敢為天下先,勇做無米炊。振臂高呼,云集響應。桑梓之情,義薄云天,贏糧景從。揚厚德載物之風彩,振自強不息之精神,三伏汗如雨,隆冬情似火。古有大禹毅、愚公志,始皇造長城,煬帝開運河,婁氏英杰、王家豪客,筑城御敵,流芳百世。今有錢塘兒女甘做精衛(wèi)鳥,銜土壘石,氣貫長虹,試與天公試比高。驚天地,泣鬼神,敢叫日月?lián)Q新顏。筑就跨海第一橋,綿延數里,利國便民。意豈不堅乎?情豈不長乎?精神豈不叫人贊乎?
滄海橫流,方顯浙滬兒女英雄本色。喜看今朝,欣逢盛世,政通人和,事事英明。質量立市,知恥而后勇;后花園戰(zhàn)略,提高文化品位;一港三城,登高而望遠,宏圖大展,任我描繪;效能革命,抓典型、促后進,提高服務質量,浙江人又立中國潮頭。順民意,得民心,千秋之業(yè)前程似錦,福祉人間。
長橋巍巍,云日輝映,空水澄鮮。如今百姓安居樂業(yè),黃發(fā)垂髫,怡然自樂。百業(yè)立振,方興未艾,經濟騰飛,輝煌燦爛。傲立東方,非我莫屬!
一橋飛兩岸,天塹變通途。壯哉,東海大橋!偉哉,錢塘兒女!



  洋山深水港區(qū)位于杭州灣和長江口外的崎嶇列島海區(qū),該島嶼群由以大洋山和小洋山為主的96個島礁組成,其中小洋山具備15米水深的天然港區(qū)條件,天然的深水良港,地理位置得天獨厚:南至寧波北侖港約90公里,向東經黃澤洋水道直通外海,距國際航線僅45海里,它離海上國際航線僅45海里,而距南匯蘆潮港只有約27公里,通過跨海的東海大橋,洋山可與上海交通運輸網絡相連,從而與長江三角洲廣闊的經濟腹地實現對接。

  根據規(guī)劃設計方案,洋山深水港區(qū)采用單通道形式,分四期建設,到2020年全部建成。預算總投資500多億元,在小洋山島一側形成約11公里深水岸線,布置33-35個集裝箱泊位,碼頭實際通過能力可達2000萬標準箱左右,列世界各大港區(qū)前茅。其中,一期工程總投資143.1億元,預計今年年底基本建成,并投入試運營。屆時,集裝箱年吞吐量將達到220萬標箱,同時建成泊位5個,碼頭長1600米,可靠泊第五、六代集裝箱船只或8000標箱裝箱標準船,港區(qū)水域面積316.7萬平方米,港區(qū)陸用面積159.65萬平方米。港區(qū)航道全長67公里,設計水深15.9米。

洋山深水港賦__趙麗宏
  洋山觀海,天水茫茫,大洋小洋,寂寥悵望,群島如珠,散落四方。嘆千年歲月流逝,潮漲潮落;聽嶼礁雪浪相擊,漁舟晚唱。  
  新世紀群賢匯集,洋山島風云激蕩。十年一瞬,繪驚天宏圖,追星趕月,建曠世巨港。一錘落樁,四?;仨?,八方英雄,齊擺戰(zhàn)場,填沙圍海,鎮(zhèn)瀾筑港。探深水,辟航道,跨東海,架橋梁??打札堯v飛,劈波斬浪,凌空鋪設通天大道,六十華里浩浩蕩蕩。新棧浩瀚吐納百貨,塔吊巍峨迎送巨舫。昔日孤山漁島,笑連五洲四洋。  
  登高俯瞰,神思翱翔。中國人敢想敢為,新時代揮寫華章,建設者青史留名,創(chuàng)業(yè)人萬古流芳。回望陸岸,中華巨人闊步猛進,棧橋如長臂迎遠客;環(huán)眺外洋,天涯賓朋踏浪而來,輪舶似群鯨擁朝陽。壯哉洋山大港,神州襟懷,華夏門梁。偉哉洋山大港,世界驚嘆,人間滄桑。

■大橋設計、建設難度與風險
    ◆水文地理環(huán)境復雜,缺少工程建設規(guī)范
    大橋地處外海,工程設計與施工受海洋風、浪、流、潮、霧、雨等環(huán)境因素的影響較大,年有效作業(yè)天數少于50%;大橋設計基準期為100年,屬國內首次,沒有現成的工程技術規(guī)范與標準可以參照。
    ◆工程規(guī)模巨大、工藝內容繁多
    大橋全長32.5公里,其中海上段約25.3公里,在海上利用打樁船施打各類樁基5700多根,利用海上平臺等施工鉆孔灌注樁700多根;海上預制安裝橋墩達822個、海上預制安裝單跨60~70米,重達1800~2000噸的箱梁670片;海上移動模架或掛籃現澆各類箱梁140孔;全橋共使用混凝土約150萬立方米。
    整座大橋包括兩座大跨度海上斜拉橋、三座大跨度的預應力混凝土連續(xù)梁橋、大量的海上整跨簡支變連續(xù)的非通航孔橋、在水深超過15米處筑起的長達1.2公里的國內第一條高速公路海堤,以及開山270萬立方米建成的面積達36萬平方米的沈家灣大型構件預制廠等等。

    ◆工期壓力大
    東海大橋于2002年6月底正式開工,為適應洋山深水港開港的迫切要求,東海大橋必須在2005年底建成通車,總工期3.5年,與國外同類型跨海工程相比,工期要求相當高。
    ◆工程設備需求量多、投入大
    東海大橋橋線長,結構形式多樣且施工全面鋪開,區(qū)域內的工程設備需求量非常之多,打樁船、混凝土攪拌船、塑料排水板插板船,以及其它各類配套船舶共200多條分布在不同的作業(yè)點,包括最新引進的全旋轉打樁船——“天威”號(排水量7400噸、樁架總高度85米)、國內自行研制的運架一體中心起吊的3000噸浮吊——“小天鵝”號、懸臂起吊的2500噸浮吊——“大力”號等。
    同時,海上各種作業(yè)平臺、施工棧橋和作業(yè)碼頭等工程必不可少輔助設施的工程量也非常之大,各類工程設施的用鋼量約達10萬噸以上。在東海大橋工程中光各類設備的投入量就達10億元以上。

    ◆工程防腐要求高
    我們可以將大橋100年的設計基準期理解為:在正常養(yǎng)護條件下,在100年的使用期內大橋結構混凝土中的鋼筋不生銹或鋼結構表面不銹蝕,能夠保證結構的安全使用。在外海建造跨海大橋缺乏成熟的經驗及規(guī)范依據,同時外海環(huán)境對結構的防腐和耐久性也提出了更高的要求。
    ◆管理難度高
    大橋管理是個龐大的系統(tǒng)工程,建設期間需要將施工組織管理、質量管理、海上船機安全管理、測量控制管理和工程信息管理等進行綜合,同時還要考慮交通管理、航行管理、海關、邊防管理等多種因素,加上惡劣的海況條件與臺汛影響,管理難度極高

■創(chuàng)新,鑄就“世界之橋”
    東海大橋建設總長32.5公里,是名副其實的“世界之橋”。而要在外海上建好這樣的“世界之橋”,必須勇于創(chuàng)新,攻克前所未有的技術難關,讓它成為一座“創(chuàng)新之橋”。
    東海大橋既傳承了世界跨海大橋工藝的精髓,又通過自主創(chuàng)新,實現了許多新的突破,在建設過程中產生了20多項具有自主知識產權的技術專利。今天,當我們回眸東海大橋的創(chuàng)新之路,不由得為一份份“自主創(chuàng)新”的答卷而感動。

    ◆攻克海上打樁關鍵難題
    在外海上建造跨海大橋,談何容易。茫茫大海,水流湍急,施工船要定位準確十分困難。由于大海上不可能像陸域那樣布設點位眾多的測量控制網,而且測量控制點只能從大陸單側向外延伸,用常規(guī)的陸域測量網布設方式根本無法達到橋梁工程建設所需精度。
    為實現海上打樁快速定位和工期要求,大橋建設者利用先進的GPS-RTK技術,結合海上打樁工藝的具體情況,研制了一套“海上GPS打樁定位系統(tǒng)”,該系統(tǒng)能對船體位置與型態(tài)進行全方位監(jiān)測和實時修正定位計算誤差,并通過由GPS對樁位坐標的直接測控,達到了較高的精度要求,從根本上攻克了海上打樁的關鍵技術難題。

    ◆利用導管架建造海上施工平臺
    在海上作業(yè)時十分穩(wěn)定的石油鉆井平臺,觸發(fā)了造橋大軍的靈感,他們開創(chuàng)性地運用了導管架與浮箱結構相結合的施工方案。在短短兩個月時間內,建設者在海上建成了面積達5000平方米的施工平臺。
    按照這一施工方案,建設者們先在工廠用鋼管焊接成整體式空間桁管結構,將桁管架運輸至墩位吊裝就位并直接插入海底,然后在豎向鋼管中插入定位樁,形成橋墩承臺一端的施工平臺;在橋墩承臺的另一端同樣用桁管架組成另一施工平臺。同時在工廠制作澆筑混凝土承臺的雙壁鋼套箱,在套箱底板上的鉆孔樁位處開孔插入2.8米直徑的鋼護筒,連接護筒與套箱形成整體結構(類似于蜂窩狀),巧妙地利用水中的浮力拖運至墩位,再牽引至已施工完成的兩個平臺間臨時固定,而后在套箱護筒中插入2.5米直徑的鉆孔樁護筒,形成導管浮箱施工平臺。由于該結構剛度大、抗風浪及潮流能力強,而且是將鉆孔樁護筒與承臺套箱有機地結合成整體,不僅節(jié)省了工期而且結構更安全。

    ◆橋墩墩身一體化施工技術
    東海大橋非通航孔共有800余個墩身,均采用整體預制安裝一體化的方案施工,每個墩身高約12米左右,重約300噸,在外海島嶼上預制完成后,經專用碼頭吊運出海,采用大型浮吊安裝。墩身為箱形斷面,預制墩身與承臺之間以現澆混凝土濕接頭連接。經過多種方案的全面論證,決定采用嚴控預制墩身的結構尺寸、在承臺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米的預應力混凝土連續(xù)箱梁,采用單幅單孔整跨預制簡支變連續(xù)的施工工藝。全橋共670片混凝土大箱梁,每片吊重分別為1600噸和2000噸。箱梁從制梁臺座到出海碼頭,需要經過一次橫移、一次縱移、再次橫移等三次運輸,其中縱移距離最長達600多米,在預制場內長距離大量運輸體積龐大、重量達2000噸的混凝土箱梁在國內尚屬首次。施工中采用了滑移運輸方案,無需配備眾多的大型吊運設備,場地需要加固的范圍較小,運輸中安全可靠。

    ◆整跨混凝土箱梁海上安裝技術
    東海大橋非通航孔60米、70米預應力混凝土箱梁采用浮吊架設。在海上整孔架設大體積、大噸位的混凝土箱梁的做法在國內尚屬首例,需要合理解決吊裝設備和安裝工藝才能保證安裝施工順利實施。東海大橋施工中成功地解決了浮吊選型及在海洋環(huán)境中保證箱梁安裝精度的架設工藝這兩大關鍵技術問題。
    60米箱梁選用國內現有的2500噸扒桿式浮吊(大力號)、70米箱梁選用國內自行研制的中間起吊式2500噸浮吊(小天鵝號)。架設工藝的技術重點是解決浮吊架梁準確就位問題。由于箱梁位于不同的坡道上,架設落梁前需要調整箱梁形態(tài)。為保證架梁落位的準確性,采用了兩種工藝裝備,一種工藝是利用墩頂凹型槽口,在梁端底部安裝楔形導向對中裝置,臨時支座采用砂箱,落梁就位時靠箱梁底楔形裝置沿墩頂凹槽引導對位將箱梁落在砂箱上;另一種工藝是臨時支座采用砂箱,但每個砂箱下設縱橫移裝置(縱橫向千斤頂及滑移設施),浮吊架設時要求落梁后位置偏離設計位置不超過20厘米,然后起動縱橫移裝置將箱梁調至準確位置。

    ◆跨海大橋防腐和提高耐久性成套技術
    東海大橋設計基準期為100年,這在我國橋梁建設中是首次提出的。根據結構安全使用100年的要求,經過專門的課題分析研究,采用了一整套的結構防腐和提高耐久性的措施,對混凝土結構,主要措施是:盡量避免結構形成銹蝕通道;提高混凝土密實度,改善工作性能,控制混凝土裂縫寬度,降低氯離子的滲透速度;適當增加鋼筋保護層厚度,延長氯離子的滲透距離;對鋼結構,主要措施是:預留鋼結構腐蝕厚度;鋼梁采用金屬噴涂加重防腐涂料、水中鋼管樁采用犧牲陽極保護等。

    ◆重交通、高腐蝕條件下橋面鋪裝技術
    經過大量的試驗研究,橋面采用了雙層式組合結構,即下層為澆注式瀝青混凝土、上層為SMA,采用這種新型的高等級瀝青橋面技術,澆注式瀝青混凝土致密而且與橋面混凝土粘結牢固,可以達到抗水損、阻止水滲透、高耐久性、高承載能力的作用,從而保證東海大橋在重交通、高腐蝕條件下的正常使用功能。

    ◆防止集裝箱卡車落海的柔性防撞護欄技術
    東海大橋作為港區(qū)專用道路,集裝箱車占絕大多數,還有少部分社會車輛。既要防止大車撞斷護欄翻出橋面,又要阻止小車穿過護欄或被護欄彈回引起二次事故。因此,護欄的設計不能過于強大,又要有一定的剛度。大橋建設者創(chuàng)造性地引入剛柔相濟的設計理念,采用了混合式防撞護欄:即護欄下部采用剛性混凝土護墻,以防止小車鉆出護欄、或被反彈;上部采用柱-管結構,以確保結構具有較好的延展性,吸收大車撞擊所產生的能量,避免大車彈回或落海。欄桿總高度1.55米左右,可有效防止集裝箱卡車翻出橋面。

    ◆跨海大橋的交通和警示照明技術
    東海大橋的照明建設在滿足交通功能的基本要求的同時,也創(chuàng)造性地運用了先進的LED技術以滿足大橋的警示和景觀要求:即除了橋面交通照明外,還用LED勾勒出大橋的整體輪廓,在晚上漆黑一片的茫茫大海中以一條藍色光帶,為過往船舶指明前方的構筑物。全橋照明工程簡潔大氣,色彩典雅和諧,形成一道宏偉壯觀、氣勢非凡的獨特景觀,大橋側面的藍色光帶映襯出海洋的雄壯之美。

■大橋經濟
    洋山深水港、海港新城、同盛物流園區(qū)和臨港工業(yè)園區(qū),如四顆“珍珠”般閃耀在我國漫長海岸線的中央。而全長32.5公里的東海大橋,猶如大海中的一條銀線,將四顆“珍珠”串連在一起。隨著總投資143.1億元洋山深水港一期工程建設的全面啟動,今后,洋山深水港的集裝箱將通過東海大橋這條跨海大通道,到達蘆潮港,再經過滬蘆高速,進入到上海的高速公路網,通向長三角地區(qū)和內陸的四面八方。東海大橋的建設,不僅為洋山深水港區(qū)的大宗貨物集散提供了便捷的交通,同時,它更“激活”了蘆潮港地區(qū)的海港新城、同盛物流園區(qū)和臨港工業(yè)園區(qū)的建設,東海大橋猶如“一條扁擔挑兩頭”,在整個洋山深水港區(qū)一期工程中起著至關重要的作用。

    ◆國際大都市之夢的起點
    100多年來,蘇州河上橋梁的每一次更新,都成為城市發(fā)展的起點,已經像一個個腳步深深印入了上海開埠以來100多年的歷史。而如今,上海終于有了一座跨越大海的橋梁,實現了上海橋梁建設從江河到大海的跨越,也使上海的經濟發(fā)展從江河走向了更寬廣的大海,去實現打造一座“國際大都市”的夢想。

    ◆演繹“第三代港口”概念
    聯(lián)合國貿發(fā)會議曾經通過研究,提出了第三代港口的概念,第三代港口是以物流為中心,集國際商品、資本、信息、技術等集散于一身的資源配置型港口。而洋山深水港以一期220萬標箱、遠期2000萬標箱為目標,明確了其國際集裝箱戰(zhàn)略樞紐港的功能定位,正是第三代港口概念的具體體現。據負責東海大橋總體設計的上海市政工程設計研究院介紹:東海大橋的主要功能是東海大橋日通行標準集裝箱卡車可達20000輛,能滿足洋山建港要求及建港后中期和遠期通過公路大橋的集裝箱集疏運量的運輸需求。

    ◆展示“海陸空”快捷聯(lián)運
    隨著東海大橋的建成,位于蘆潮港大橋西測的同盛物流園區(qū)建設也陸續(xù)完成包括危險品倉庫在內的各類集裝箱倉庫及綜合管理區(qū)、同盛大道等配套設施的建設。而附近的五尺溝也通過疏浚,達到500~800噸的通航能力,再加上浦東鐵路,經過東海大橋的集裝箱在物流園區(qū)辦理通關手續(xù)后,能通過公路、內河、海運、鐵路及浦東空港,實現多式聯(lián)運,大大提高貨物的周轉速度。

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