| 大橋工程的自主創(chuàng)新活動，可以歸納為理念創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新及群眾性創(chuàng)新等四個方面。
一、工程背景
1、建設(shè)前期遇到“七無”挑戰(zhàn)
無建設(shè)資金、無成熟的海上橋梁建造技術(shù)、無成套的造橋設(shè)備、無成熟的海上橋梁施工隊伍、國家無海上施工定額、無現(xiàn)成的技術(shù)規(guī)范、無現(xiàn)成的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)。
2、建設(shè)條件十分復(fù)雜
杭州灣是世界著名的強潮海灣之一，臺風(fēng)多、潮差大、潮流急、沖刷深、灘涂寬、腐蝕強、淺層氣，一年的有效工作日只有180天左右。
二、理念創(chuàng)新
1、施工決定設(shè)計的設(shè)計理念。
2、盡可能變海上施工為陸地施工，實現(xiàn)“工廠化、大型化、機械化施工”，減少海上作業(yè)風(fēng)險，加快工程進度。
3、在國內(nèi)率先提出設(shè)計使用壽命100年的目標(biāo)。
4、在國內(nèi)率先引入民營資金參與國家特大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
三、管理創(chuàng)新
1、管理模式
不設(shè)總監(jiān)辦，由業(yè)主承擔(dān)總監(jiān)辦的大部分職責(zé)，以直接管理替代間接管理。實行“兩個負(fù)責(zé)制”：一是工程管理處領(lǐng)導(dǎo)下的項目部負(fù)責(zé)制，二是指揮部領(lǐng)導(dǎo)下的駐地辦負(fù)責(zé)制。
2、“五化”管理
(1)工作程序化。指揮部日常工作實行嚴(yán)格的程序化管理，在工程建設(shè)管理單位中率先引進并通過了ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證，先后制訂了68項管理制度，建立了108項工作流程，編制了700多份統(tǒng)一用表，真正做到按程序辦事、用制度管人，極大地提高了工作效能。
(2)管理信息化。針對大橋工程戰(zhàn)線長、管理難度大的特點，提出了建設(shè)數(shù)字化大橋和信息管理系統(tǒng)規(guī)劃，構(gòu)建了由辦公OA系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等十五個子系統(tǒng)組成的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為加強現(xiàn)場管理、完善技術(shù)數(shù)據(jù)采集提供了有力的技術(shù)支撐。
(3)技藝標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)杭州灣海域和跨海大橋建設(shè)的特點，專門組織力量自行編制了工程專用施工技術(shù)規(guī)范及專項質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)，由浙江省交通廳正式批準(zhǔn)實施，填補了我國同類橋梁建設(shè)的空白。同時，對典型工藝堅持試驗先行，樣板引路，實行“首件工程制”，經(jīng)過反復(fù)總結(jié)優(yōu)化，最終形成標(biāo)準(zhǔn)化工藝進行示范推廣。
(4)獎懲合同化。嚴(yán)格按照招投標(biāo)文件和合同內(nèi)容進行管理，倡導(dǎo)誠信履約。根據(jù)工程特點，設(shè)立了立功競賽獎和安全生產(chǎn)特別獎，實行重獎重罰，獎罰到人，充分調(diào)動和發(fā)揮了各參建單位和個人的積極性、主動性和創(chuàng)造性，有力地推進了工程建設(shè)。
(5)運作市場化。在項目籌建之初，針對省內(nèi)民間資本充裕的優(yōu)勢，大膽開辟了一條以民營資本為投資主體進行市場化運作的路子，不僅順利解決了大橋項目的籌資問題，對于民營資本進入特大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善民營資本與國有資本有機結(jié)合的投資模式，進行了有益的探索。
四、技術(shù)創(chuàng)新
1、總體情況
自1994年以來，針對杭州灣特殊的建設(shè)條件，在預(yù)可、工可、初步設(shè)計及施工圖設(shè)計、開工建設(shè)等階段，圍繞建設(shè)條件、設(shè)計與施工方案、結(jié)構(gòu)安全性與耐久性、運行管理等方面，先后開展了148項科研和技術(shù)咨詢活動，攻克了在強潮海灣建設(shè)跨海大橋的技術(shù)難題，取得了一大批研究成果和技術(shù)數(shù)據(jù)，獲得了250多項技術(shù)革新成果，創(chuàng)造了多項世界紀(jì)錄，為確定大橋最終的設(shè)計與施工方案提供了科學(xué)依據(jù)，為大橋建設(shè)的順利實施奠定了基礎(chǔ)，累計節(jié)約建設(shè)成本約11億元。已獲專利6項，正在申報專利8項；已批準(zhǔn)部級工法9項，正在申報國家級工法4項；所編制的部分規(guī)范及規(guī)程已納入國家標(biāo)委會、交通部、鐵道部及中國土木工程學(xué)會等行業(yè)的新規(guī)范。有9項科技創(chuàng)新成果作為成套技術(shù)正在申報國家科技大獎，其中，“大噸位50米預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整體預(yù)制和梁上運輸架設(shè)技術(shù)”、“大直徑超長鋼管樁設(shè)計、制造、防腐和沉樁成套技術(shù)研究”已分別獲得2007年度中國公路學(xué)會科技進步特等獎和一等獎。發(fā)表大橋論文200多篇，其中核心刊物及國際論文75篇。2007年7月，大橋工程在第24屆國際橋梁大會上進行了學(xué)術(shù)交流，受到了國外同行和專家的高度評價。
2、核心技術(shù)
(1)大噸位70米預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整體預(yù)制和強潮海域海上運輸架設(shè)技術(shù)
海上引橋均采用跨度70米先簡支、后連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，共計540片，分布長度18.27公里，單梁自重2200噸，采用C50海工耐久混凝土。箱梁在預(yù)制場整體預(yù)制，采用2500噸和3000噸兩艘運、架一體船吊裝。70米箱梁是亞洲規(guī)模最大的整孔預(yù)制箱梁，本項目取得以下成果：成功地解決了箱梁的整體預(yù)制問題，完善和發(fā)展了重型箱梁陸上搬運技術(shù)，研制了海上運架梁一體起重船。
該項目已通過交通部科技教育司組織的專家鑒定，總體上達到國際領(lǐng)先水平。
(2)大噸位50米預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整體預(yù)制和梁上運輸架設(shè)技術(shù)
南岸灘涂區(qū)引橋全長10.1公里，上部結(jié)構(gòu)均為跨徑50米先簡支、后連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，共26聯(lián)(雙幅)，計404片，邊梁和中梁自重分別為1430噸和1425噸。50米箱梁整孔預(yù)制、梁上運輸、架橋機架設(shè)及體系轉(zhuǎn)換，其規(guī)模和工藝在國內(nèi)外尚屬首次。該成果解決的關(guān)鍵技術(shù)問題有：大噸位預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁整孔預(yù)制技術(shù)、重型箱梁運輸及架設(shè)專用設(shè)備的研制、箱梁運輸與架設(shè)工藝等。
該項目己通過交通部科技教育司組織的專家鑒定，總體上達到國際領(lǐng)先水平。獲2007年度中國公路學(xué)會科技進步獎特等獎和省部級工法，正在申報國家級工法和多項國家專利。
(3)海洋環(huán)境下長壽命混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究
混凝土結(jié)構(gòu)防腐采用了綜合系統(tǒng)技術(shù)，引進和改進國外先進防腐技術(shù)，建立系統(tǒng)的防腐監(jiān)測與評估手段。根據(jù)不同階段取得的試驗參數(shù)，本橋?qū)Ｉ匣炷两Y(jié)構(gòu)的壽命先后進行了三次數(shù)值預(yù)測。預(yù)測分析表明，海上橋梁結(jié)構(gòu)各主要構(gòu)件均能滿足設(shè)計使用期限的要求。該項目已獲實用新型專利2項，另有發(fā)明專利2項在申報中。
(4)大直徑超長鋼管樁設(shè)計、制造、防腐和施工成套技術(shù)研究
超長整體螺旋焊縫鋼管樁方案的確定打破國際慣例，研發(fā)了集制作、防腐及沉樁一體的成套技術(shù)。在設(shè)計、制造、涂裝、陰極保護和海上沉樁等方面采用了一系列新材料、新工藝和新設(shè)備，在實踐中編制和完善了海上樁基施工技術(shù)規(guī)范和驗收評定標(biāo)準(zhǔn)，所形成的成套技術(shù)對發(fā)展我國跨海橋梁基礎(chǔ)設(shè)計和施工技術(shù)具有重要意義。
該項目己通過浙江省交通廳組織的專家鑒定，總體上達到國際領(lǐng)先水平。獲2007年度中國公路學(xué)會科技進步獎一等獎；獲發(fā)明專利1項，實用新型專利2項；另有2項發(fā)明專利正在申報中。
(5)災(zāi)害天氣對行車安全的影響及對策研究
大橋建成后，將面對海洋氣候?qū)Υ髽蚪煌ê托熊嚢踩挠绊�，如何將其影響降至最低程度，確保大橋與兩岸接線高速公路有同等通行能力，是一個十分迫切而重要的問題。鑒于大橋的工程特點，解決行車安全問題主要從以下三方面著手：①建立國內(nèi)首個跨海長橋安全行車限速標(biāo)準(zhǔn)；②首次大范圍采取設(shè)置風(fēng)障、防霧燈及加高護欄等工程新措施來提高行車安全。根據(jù)研究結(jié)果，在橋塔附近、航道橋區(qū)段和高墩區(qū)按不同情況設(shè)置了局部風(fēng)障，全橋護欄由原設(shè)計1.25米加高至1.5米；③建立基于路網(wǎng)概念的交通運營管理系統(tǒng)。
(6)河工模型與橋墩局部沖刷研究
為了摸清水文對橋軸線、橋跨布置的關(guān)系以及建橋?qū)λh(huán)境的影響，特別是建橋?qū)﹀X江涌潮奇觀的影響、橋墩局部沖刷等重大設(shè)計問題，在大橋前期工可及初步設(shè)計階段，先后開展了大規(guī)模的河工模型與橋墩局部沖刷的專題研究。
通過多種研究手段的有機結(jié)合，獲得建橋?qū)λh(huán)境的影響不大，對錢塘江涌潮與上游泄洪基本沒有影響，對乍浦港與南、北航道均無明顯不良影響的明確結(jié)論，為橋軸線的選擇、橋孔間距的優(yōu)化、橋墩樁基型式的確定提供了科學(xué)的依據(jù)。
浙江省科技廳與浙江省水利廳主持召開了《杭州灣跨海大橋河工模型與橋墩局部沖刷研究》的鑒定。鑒定委員會認(rèn)為，本項成果總體達到國際先進水平，其中實體模型中涌潮的模擬方法和試驗技術(shù)以及分布式渾水生潮系統(tǒng)和沙量隨潮變化的加沙系統(tǒng)方面達到國際領(lǐng)先水平。該項目已獲2003年浙江省科技進步二等獎。
(7)跨海長橋全天候運行測量控制關(guān)鍵技術(shù)
大橋工程在寬約32公里的海面上施工，由于建橋條件制約，傳統(tǒng)測量方法已無法滿足大橋工程測量要求，如何快速、準(zhǔn)確進行大橋施工測量作業(yè)成為制約大橋工程工期的關(guān)鍵問題。該項目主要研究成果如下：解決了GPS連續(xù)跟蹤站在寬海域長期穩(wěn)定可靠高精度的運行問題，創(chuàng)造了GPS、水準(zhǔn)測量和三角高程測量整體優(yōu)化的海上長橋施工高精度控制及高程傳遞的新方法；建立了連續(xù)運行的GPS工程參考站系統(tǒng)，實現(xiàn)了實時平面定位精度3～5厘米，實時高程定位精度5～10厘米；根據(jù)對橋位測區(qū)高程異常值數(shù)據(jù)的理論分析，提出了一種過渡曲面高程擬合法，使36公里跨海GPS擬合水準(zhǔn)的測量精度優(yōu)于3厘米，達到了國家三等水準(zhǔn)測量精度標(biāo)準(zhǔn)，滿足了海上首批承臺施工高程控制的需要；建立了適應(yīng)海域長距離大范圍的獨立工程坐標(biāo)系，考慮了地球曲率等對坐標(biāo)系的影響，提高了施工放樣精度。
該項目己通過交通部科技教育司組織的專家鑒定，總體上達到國際先進水平，其中寬海域長橋工程施工中高程傳遞等難題的解決達到了國際領(lǐng)先水平。
(8)南岸灘涂區(qū)淺層氣勘探及工程對策研究
在初勘階段，大橋南岸長達10公里的灘涂區(qū)地層中普遍發(fā)現(xiàn)有淺層氣分布。其中，在富集淺層氣區(qū)域噴發(fā)強烈，嚴(yán)重影響并危及大橋地質(zhì)勘探工作。為了探明該區(qū)域淺層氣分布狀況、弄清其對大橋工程設(shè)計、施工及運行安全等方面的不利影響，并研究相應(yīng)的工程對策，組織開展了系統(tǒng)的專題研究工作。通過研究，取得了翔實的數(shù)據(jù)并提出了行之有效的工程措施，確保了樁基和棧橋施工的順利實施，開創(chuàng)了淺層氣富集區(qū)域建設(shè)大型橋梁工程的先例。
其主要研究成果有：①通過研究搞清了淺層氣的分布與氣藏特征、淺層氣區(qū)對土體工程性狀的影響程度；②采取積極主動的控制放氣是預(yù)防淺層氣對樁基施工與承載性能不利影響的最有效措施；③針對6個含氣區(qū)段，9個放氣點氣藏類型，含氣量大小和規(guī)模的差異性，提出了不同的放氣技術(shù)方案并制訂了可實施性的工藝流程。
(9)鋼匝道橋鋪裝技術(shù)
海中平臺鋼匝道橋面鋪裝原方案為雙層環(huán)氧瀝青混凝土方案，由于鋼匝道橋縱坡大，半徑小，縱向坡度超7%，在壓路機碾壓過程中，壓路機會在未固化的粘結(jié)層界面上施加較大的水平力，容易造成粘結(jié)層破壞，影響粘結(jié)層的粘結(jié)效果，且在攤鋪碾壓過程中，攤鋪機行走在未固化的環(huán)氧瀝青粘結(jié)層表面可能會發(fā)生打滑和粘連現(xiàn)象，為此組織開展大縱坡、小半徑鋼橋面鋪裝方法研究。
通過對國內(nèi)鋼橋面鋪裝方案發(fā)生早期破壞的分析，提出了橋面鋪裝與鋼板協(xié)同受力的橋面鋪裝設(shè)計理念。針對鋼匝道橋縱坡大，半徑小的工程特點，從解決層間抗剪切能力不足入手，提出了新型的鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)EBCL＋RA05＋SMA10。經(jīng)專家評審，認(rèn)為該新型鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，施工簡單、造價經(jīng)濟，國內(nèi)外首創(chuàng)。其成果總體上達到了國際領(lǐng)先水平。
3、工藝革新(群眾性創(chuàng)新)
(1)總體情況
在全國總工會的領(lǐng)導(dǎo)下，參建單位積極開展立功競賽群眾性技術(shù)創(chuàng)新活動。共取得250多項革新成果，累計節(jié)約施工成本近億元。
(2)重點介紹：中鐵大橋局、中鐵二局、中鐵四局、廣東長大、中港二航局
中鐵大橋局：二次張拉技術(shù)、振動橋研發(fā)與推廣應(yīng)用等；
中鐵二局：首次引入中水處理系統(tǒng)、設(shè)備組裝方面的工藝革新等；
中鐵四局：超長棧橋模塊化施工、裝配式鋼筋砼底板鋼吊箱圍堰研發(fā)等；
廣東長大：海上造漿技術(shù)、高墩區(qū)引橋施工方案革新等；
中港二航局：鋼套箱整體安裝與整體拆除等。
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