青島海灣大橋(北橋位)工程設計說明

1、1. 項目概況1.1 項目主要功能及工程概況青島海灣大橋一期工程是青島市道路交通網絡布局中膠州灣東西岸跨海通道的重要組成部分，也是山東省 “五縱四橫一環(huán) ”公路網主框架的重要組成部分。本工程的建成將進一步完善青島市東西跨海交通聯系，促進青島市經濟戰(zhàn)略西移，解決黃島前灣港外貿集裝箱的疏運， 緩解青島膠州灣高速公路日趨飽和的交通壓力，擴大青島市城市主骨架，縮小青島、紅島、黃島三島的時空距離，加強主城區(qū)與兩翼副城區(qū)的聯系， 發(fā)揮青島市在山東省經濟發(fā)展的龍頭作用， 加快膠州半島城市群體的發(fā)展等方面，將起到極大的促進作用。青島海灣大橋一期工程設計起于青島側膠州灣高速李村河大橋北 200m 處，北距環(huán)太原

2、路立交 720m，設李村河互通立交與膠州灣高速相接；設計終于黃島側膠州灣高速東 1km 處，順接濟青南線設計起點；中間設立紅島互通與擬建的紅島連接線相接。主線全長約 26.747 km，其中跨海大橋長 25.171km，青島側接線長 749m，黃島側接線長 827.021m。紅島連接線長 1.3 km。本項目包括滄口航道橋（ K11+890）、紅島航道橋（ K22+310）和大沽河航道橋（ K26+650）、海上非通航孔橋和路上引橋、 黃島兩岸接線工程和紅島連接線， 李村河互通、 紅島互通以及青島、紅島和黃島三個主線收費站及管理設施。1.2 前期工作概況1993 年 4 月，受青島市委、市政府

3、委托，山東省交通規(guī)劃設計研究院開始對青島海灣大橋進行預可行性研究工作，隨后多次邀請國內外橋梁、 隧道、海洋、交通及城市規(guī)劃等方面的專家進行方案論證，聽取專家的建設性意見，于1999年 8 月完成了青島海灣大橋預可行性研究報告。 項目建議書于 1999 年 10 月上報國家發(fā)展計劃委員會， 國家發(fā)展委員會以計資 19992283 號文上報國務院， 國務院 1999 年第 56 次總理辦公會研究通過， 國家發(fā)展計劃委員會以1999 計資 2383號文批準立項。批復橋位東起青島市海泊河口，跨越膠州灣后西至黃島大石頭，工程全長 18.5km。2000 年 4 月，以青島國信實業(yè)公司為項目法人，委托鐵道

4、部大橋工程局勘測設計院，開展青島海灣大橋工程可行性研究工作，并于 2000 年 12 月完成了工程可行性報告審查稿。 2001 年 11 月國家計委委托中國國際工程咨詢公司對工程可行性研究進行了評估。為進一步加快青島膠州灣跨海橋梁工程的建設步伐，緩解現有膠州灣高速公路交通日益增長并趨于飽和的狀況，解決膠州灣兩岸交通瓶頸問題， 2003 年 6 月由青島市政府、 青島市交通委員會授權， 青島市高速公路開發(fā)有限總公司 （以下簡稱 “高總司 ”）委托中交公路規(guī)劃設計院（以下簡稱 “公規(guī)院 ”）在前期研究成果的基礎上，結合兩岸道路交通、港口規(guī)劃、地質、水文和通航等建設條件，對青島海灣大橋北線橋位進行進

5、一步深入研究，根據委托合同，本項目命名為 “青島海灣大橋（北橋位） ”。2003 年 6 月，高總司與公規(guī)院達成青島海灣大橋（北橋位）工程可行性研究委托意向，隨后公規(guī)院組織成立了青島海灣大橋（北橋位）可行性研究項目組，項目組隨即組織編制了可行性研究階段工作大綱并報送高總司審批確認。根據可行性研究工作大綱的要求， 公規(guī)院于 2003 年 6 月 30 日 7 月 2 日和 8 月 11 日 8 月 14 日組織項目組骨干人員與高總司領導成員一起對環(huán)膠州灣進行了實地踏勘、 調查，走訪了青島市多個地方主管部門， 聽取地方主管部門領導及專家的意見。在 1：5 萬的地形圖上進行了初步的紙上定線，初步確定

6、了工程方案。2003 年 8 月 27 日 8 月 28 日，在青島黃島及薛家島的輪渡、環(huán)膠州灣沿岸有關路網開展了交通量觀測及出行 OD 調查，共在膠州灣高速公路、 308 國道和青銀高速公路等布設 10 多個調查點。同時針對本項目的工程方案的特點擬定了專題研究項目，安排了有關專題研究的委托。工可階段開展的專題研究報告名稱一覽表見表1.2-1。青島市交通委員會于 2003 年 9 月 30 日向青島市政府就工程方案的規(guī)模和路線走向進行了匯報， 并確定了工程方案的路線走向， 隨后 2003 年 10 月初安排開展各項專題研究工作。 公規(guī)院項目組隨后多次赴青島、濟南、上海等地與專題研究承擔單位積極

7、協調配合，解決和處理了專題研究中遇到的技術問題。到2004年 4 月底，主要專題研究成果均通過了評審并獲得上級主管部門的批復。2003 年 12 月根據中國人民解放軍九一二八六部隊2003 司作字第423 號文，對海上方案的路線走向、橋型方案進行了調整。2004 年 1 月以 2004司作字第8 號文對本工程進行了批復，同意了本項目推薦橋位的路線線位走向。通過對所掌握資料的分析研究， 在廣泛聽取山東省、 青島市等有關主管部門意見后，初步確定了工程方案， 在深化研究工作過程中， 不斷消化吸收專題研究成果，多次聽取專家意見及相關部門的要求，進行橋位和橋型方案的優(yōu)化調整，在此基礎上就工程方案、兩岸連

8、接線、灘涂整治、交通工程、通航標準、兩岸登陸點等問題與高總司和有關部門多次交換了意見，根據專題研究成果，于 2004 年 8 月編制完成了 青島海灣大橋 （北橋位）工程可行性研究報告 （送審稿） 。表 1.2-1 工可研究階段系列專題研究報告名稱及編號一覽表編號專題名稱專題編號1遙感工程地質調查青交 2003-012近場區(qū)斷裂活動性評價和場地地震危險性分析青交 2003-023工程物理勘察（李村河口龍泉王家）青交 2003-034工程地質勘察（李村河口龍泉王家）青交 2003-045水下地形測量青交 2003-056水文測驗青交 2003-067水文分析計算青交 2003-078海床演變分析青

9、交 2003-089通航凈空尺度、技術要求論證（李村河口紅石崖）青交 2003-0910船舶撞擊力標準研究（李村河口紅石崖）青交 2003-1011潮流數學模型研究青交 2003-1112洪水水文分析計算和防洪影響評價青交 2003-1213環(huán)境影響評價大綱青交 2003-1314交通工程及沿線設施青交 2003-1415工程物理勘察（海泊河口大石頭）青交 2004-0116工程地質勘察（海泊河口大石頭）青交 2004-0217通航凈空尺度及船舶撞擊力標準研究（海泊河口大石頭）青交 2004-0318李村河洪水水文觀測青交 2004-0419海域使用可行性研究論證青交 2004-0520環(huán)境影

10、響評價報告書青交 2004-062004 年 8 月 16 日 17 日，青島市發(fā)展和改革委員會主持召開了青島海灣大橋（北橋位）工程可行性研究報告預評估會，根據評審會的相關部門領導和評審會專家咨詢意見，對工可送審稿進行了修改、補充和完善，于2004年 8月底編制完成了青島海灣大橋（北橋位）工程可行性研究報告2004 年 8 月。受國家發(fā)展和改革委員會（以下簡稱“國家發(fā)改委”）的委托，2004 年 12月 9 日至 11 日，中國國際工程咨詢公司在青島市主持召開了 青島海灣大橋（北橋位）工程可行性研究報告評估調研會，根據專家評審意見， 工可報告提出了二個橋位方案進行比選， 其中方案一 （即海伯河

11、口大石頭方案） 基本符合原國家計委 1999 年 2383 號文批復的橋位方案， 該方案由于存在一些現實中難以處理的問題， 實際很難落實， 因此專家組同意推薦的橋位方案二 （即李村河口紅石崖方案） 。該方案是在與各有關方面進行認真協調后形成的， 是現實可行的選擇，雖海上橋長較方案一要長， 但其優(yōu)點是與各地塊聯系好， 能達到與各地塊方便聯系，又不穿越錨地， 在保證原有功能不變的前提下， 避開一些解決難度較大的矛盾，同時更符合新一輪青島市城市總體規(guī)劃方案： 直接溝通三島， 提高青島城市的整體性， 專家組認為這一調整是合理的。 同時按照專家組評審意見， 對橋梁工程量進行了復核， 投資估算按照國家最近

12、調整的貸款利率進行了測算， 并重新進行了經濟評價， 2004 年 12 月完成青島海灣大橋（北橋位）工程可行性研究補充材料上報國家發(fā)改委審批。2005 年 3 月 7 日國家發(fā)改委以發(fā)改投資2005327 號文國家發(fā)展改革委關于核準青島海灣大橋（北橋位）工程的批復（以下簡稱批復）對本項目進行了批復核準，根據批復意見，對工可報告進行了補充修改，于2005 年 3月底編制完成了青島海灣大橋（北橋位）工程可行性研究報告。1.3 工程可行性研究階段主要結論1.3.1 研究概況青島海灣大橋（北橋位）工程可行性研究階段研究報告 于與 2004 年 8 月由中交公路規(guī)劃設計院完成。1.3.2 主要結論青島海

13、灣大橋（北橋位）工程可行性研究階段專家評審和各級審查的意見及結論：(1) 建設的必要性與迫切性青島市處于山東省區(qū)域經濟發(fā)展最重要的位置，因為有著優(yōu)越的港口條件，但青島側目前已經沒有足夠的開發(fā)空間，而黃島方面不僅具有充足的用地，更有良好的港口資源， 因此青島的進一步發(fā)展， 重心向黃島轉移是大勢所趨。為此青島市的城市總體規(guī)劃方案始終突出青、黃兩島之間的聯系要求。 為進一步發(fā)展經濟、新一輪的總體規(guī)劃方案擴充范圍，提出構筑由青島、黃島、紅島組成的大青島格局，讓膠州灣在新的經濟發(fā)展階段發(fā)揮作用， 是完全正確的。 為此建設堅強有力的溝通三島的交通基礎設施，是推動青島發(fā)展的先決條件之一。可以概括為： 建設青

14、島海灣大橋（北橋位）是加快青島市城市交通網絡的建設，完善國家高速公路路網和山東省公路路網的需要。 建設青島海灣大橋（北橋位）是發(fā)揮青島龍頭作用，推動半島城市群戰(zhàn)略實施的需要。 建設青島海灣大橋（北橋位）是將青島建成現代國際化城市的需要。 建設青島海灣大橋（北橋位）是提高青島市城市化水平的需要。 建設青島海灣大橋（北橋位）是提升青島市產業(yè)結構水平、加快國家級開發(fā)區(qū)、保稅區(qū)、高新技術產業(yè)試驗區(qū)發(fā)展的需要。 建設青島海灣大橋（北橋位）是分流環(huán)膠州灣高速公路車流量，緩解青島市主城區(qū)交通擁堵的需要。本項目預計 2008 年下半年建成通車， 根據交通量預測， 到 2028 年，本項目全段平均交通總量將達到

15、 76071 pcu/d，環(huán)膠州灣高速公路將無法滿足該地區(qū)交通量迅速增長的需要， 因此青島海灣大橋 （北橋位）的建設將是非常必要和迫切的。(2) 跨海大橋的性質和功能定位：由于大橋位于組成青島的三個城市組團的中間， 應屬于城市道路性質， 兼具一定的公路功能。其功能是直接連接環(huán)膠州灣的三個城市組團， 溝通兩岸的港區(qū)聯系，同時集、疏青島市的對外交通， 由于大橋處于美麗的膠州灣中， 也還有一定的旅游、 景觀功能。(3) 主要技術標準青島海灣大橋 （北橋位）主體工程道路等級為城市快速路， 采用雙向六車道外加緊急停車帶，橋梁（路基）寬度 35m，其中：行車道寬度 2×3×3.75m;

16、主線設計行車速度為 80km/小時，定向互通匝道設計車速為 60km/小時，環(huán)行匝道設計車速 35km/小時；最大縱坡 4，橋面橫坡 2；道路荷載標準為城 A 級，城 B 級，公路級；通航凈空：滄口航道及紅島航道通航凈空寬度為 190m、凈高為 30m（代表船型為 2000GT 客船），大沽河航道通航凈寬為 85m、凈高為15m（代表船型為 300GT 漁船）；結構工程按地震基本烈度度設防。紅島連接線工程道路等級為城市級主干路，采用雙向四車道外加緊急停車帶，橋梁寬度 23.5m，路基寬度 24.5m；設計行車速度 60km/小時；最大縱坡 5%，橋面橫坡 2。工程設計使用年限為 100 年。(

17、4) 工程方案1) 橋位方案工可報告提出了二個橋位方案進行比選， 其中方案一基本符合原國家計委批復的橋位方案。 專家組認為， 這二個方案基本上都符合上述功能要求， 但方案一由于存在一些現實中難以處理的問題， 實際很難落實， 因此專家組同意 工可報告推薦的方案二。 該方案是在與各有關方面進行認真協調后形成的， 是現實可行的選擇， 除海上橋長較方案一要長外， 其優(yōu)點是與各地塊聯系好， 能達到與各地塊方便聯系，又不穿越錨地，可有效地發(fā)揮交通作用。但大橋聯系紅島連接線， 在島上的走向需再研究， 盡可能避免穿越開發(fā)區(qū)的中心。2) 主航道橋方案根據橋址區(qū)的氣象、 水文、地質和通航等建設條件， 針對推薦的海

18、上橋梁方案研究了多種橋型方案， 對各種橋型方案在施工和運營階段的優(yōu)缺點以及結構受力、施工工藝、施工難度、實施的可行性和風險、技術經濟合理性等方面進行了較全面的分析研究， 提出了的推薦橋型方案。 橋型方案見表 1.3.1-1，各橋型方案的概略見圖 1.3.1-1。橋位方案滄口航道橋紅島航道橋大沽河航道橋表 1.3.1-1 通航孔橋橋型方案一覽表橋型方案與孔跨布置比較結果85+260+85m 雙幅分離鋼箱提籃拱橋推薦50 131 248 13150m 鋼箱梁連續(xù)剛構橋比較100 260 100m 矮塔鋼箱梁斜拉橋比較85+260+85m 雙幅分離鋼箱提籃拱橋推薦50 131 248 13150m

19、鋼箱梁連續(xù)剛構橋比較100 260 100m 矮塔鋼箱梁斜拉橋比較65+120+65m 預應力混凝土連續(xù)剛構橋推薦圖 1.3.1-1各橋型方案的概略圖3）非通航孔橋膠州灣海域寬闊，非通航孔橋規(guī)模占跨海橋梁總長的 95以上，非通航孔橋方案的優(yōu)劣， 顯著地影響著本項目的工程投資、 工期安排和景觀效果。 對非通航孔橋的適用性作了深入研究，提出了跨徑 50m、60m、70m 預應力混凝土連續(xù)箱梁方案，經過水文、地質、航運、投資、景觀等方面影響的綜合考慮，在下階段推薦跨徑 60m 預應力混凝土連續(xù)箱梁方案。4）陸上段橋梁和跨線橋路線在青島側基本沿季節(jié)性河流李村河道布設， 基于對施工和運營期間這一區(qū)段內基

20、本為無水施工， 在本區(qū)段設置適當的小跨徑以降低工程造價， 并采用支架現澆或懸臂澆注等的施工方法。·308 國道：采用中跨50m、邊跨 30m 的變截面連續(xù)梁橋跨越308 國道。·重慶路：采用中跨60m、邊跨 40m 的變截面連續(xù)梁橋跨越重慶路。·四流路：采用 50m 的等截面連續(xù)梁橋跨越四流路。·膠濟鐵路：采用50m 的等截面連續(xù)梁橋跨越膠濟鐵路。·膠黃鐵路：采用30m 的等截面連續(xù)梁橋跨越膠黃鐵路。5）互通立交工程全線共設置 5 座互通立交，分別為起點 308 國道互通立交、重慶路互通立交、李村河互通立交、紅島互通立交和龍泉王家互通立交，互通

21、立體交叉見一覽表1.3.1-2。表 1.3.1-2 互通立體交叉一覽表序號名 稱互通樁號間距被交叉道路交叉型式方案型式（ km）（名稱 /等級）1308國道BK2+800308國道 /城市級主干路一級國道十字雙喇叭2重慶路BK4+5501.75重慶路 /城市快速路十字雙喇叭3李村河BK9+3504.8膠州灣高速公路十字雙喇叭4紅島BK15+6006.25S309/二級省道、級主干路丁字Y 型5龍泉王家BK36+00020.4膠州灣高速公路十字部分苜蓿葉 +半定向匝道6）兩岸接線工程本項目還包括兩岸的路基和路面工程、 分離式立交、涵洞和通道工程。此外，還有交通工程和沿線設施，包括沿線的管理及養(yǎng)護

22、機構、安全、監(jiān)控、收費、服務、房建及供電和照明等設施。根據工可階段專家評審意見， 線路還須妥善解決與地區(qū)路網的聯接， 東岸的互通立交應充分考慮市內建設用地的緊張狀況及大型互通立交可能對城市帶來的一些負面影響， 因此建議下階段對互通立交方案再作深化研究， 在保證基本功能前提下，應盡量簡化。東岸部分入城段利用李村河河道的做法不甚理想，河道是城市的寶貴資源，除了排水泄洪功能外， 更有改善環(huán)境景觀的作用，在河道中建高架路， 會破壞河道的特性。建議在下階段進一步研究其他可能的替代方案（如適當增加拆遷或將高壓線入地等）。(5) 工程規(guī)模推薦方案主線全長33.5km（紅島連接線 1.9km），總投資估算為9

23、93751 萬元（不含息 926758 萬元）。本項目工可階段由主通航孔橋、非通航孔橋（引橋）、兩岸接線組成，其中海上橋梁全長 26.75km，東岸青島側陸上橋梁5.85km，西岸紅石崖側陸上橋梁和道路工程 0.9km，互通立交 5 處，通道 2 處，涵洞 5 處。紅島連接線全長1.9km，其中海上橋梁長度（不含海上互通匝道橋）1.68km。海上橋梁方案工程規(guī)模見表1.3.1-3。表 1.3.1-3推薦方案工程規(guī)模一覽表橋位項目規(guī)模（ m）工程方案青島岸引橋及跨線橋5850橋梁長度： 5850m 、互通立交 3 處滄口航道橋：主跨260m 鋼箱提籃拱橋紅島航道橋：主跨260m 鋼箱提籃拱橋海上

24、大沽河航道橋：主跨120m 預應力混凝土連跨海橋梁26750主線33505續(xù)梁橋梁非通航孔橋： 60m 預應力混凝土連續(xù)梁含互通立交 1 處黃島岸引橋及道路905橋梁長度 210m、道路長度 695m、互通立交1 處紅島連路基工程220道路工程1900接線1680海上橋梁不含互通匝道橋(6) 建設安排與實施方案原計劃大橋 2008 年建成，時間十分緊迫，為保證工程質量，還可深化研究合理的工期，但前期工作要抓緊進行， 紅島連接線的實施取決于紅島的開發(fā)計劃，如時限相差不很長，一次建成較為合理。(7) 投資估算與經濟評價投資估算采用的指標基本合理，編制方法正確，報告估算認為投資基本合理，根據專家評估

25、意見進一步核實。99 億元，專家組利用社會資金建設城市基礎設施， 存在投資方回收投資和獲利問題， 過橋收費是合理的， 但應有政府的特許經營權協議。 在投資估算和效益計算方面， 應考慮國家最近調整了貨款利率。(8) 環(huán)境影響評價應充分重視施工階段環(huán)境保護問題， 建議下階段對跨海大橋橋面集中排水進行研究。1.4 對可行性研究報告批復的執(zhí)行情況根據國家發(fā)改委的委托，2004 年 12 月 9 日至 11 日，中國國際工程咨詢公司在青島市主持召開了青島海灣大橋（北橋位）工程可行性研究報告評估調研會，并形成了評審文件“青島海灣大橋（北橋位）項目評估調研專家組意見”。2005 年 3 月 7 日國家發(fā)改委

26、以發(fā)改投資2005327 號文國家發(fā)展改革委關于核準青島海灣大橋（北橋位）工程的批復對本項目進行了批復核準，對初步設計階段的工作提出了進一步的要求和建議，具體執(zhí)行情況概述如下：針對青島海灣大橋橋位方案， 評審意見認為， 青島海灣大橋工程可行性研究階段，提出兩個橋位方案，經綜合比較認為，兩個方案基本上都符合功能要求，但方案一由于存在一些現實中難以處理的問題， 實際很難落實， 因此同意工可報告推薦的橋位方案二。但大橋聯系紅島連接線，在島上的走向需再研究，盡可能避免穿越開發(fā)區(qū)的中心。根據上述要求，初步設計階段針對紅島岸上接線方案選擇了接紅島東大洋村的東線方案及接西大洋村的西線方案進行了綜合比選， 比

27、選結論認為， 兩方案均避開了開發(fā)區(qū)中心， 但東大洋方案路線短， 接線順暢，推薦采用東大洋接線方案，紅島連接線具體接線方案詳見 “7全.橋平縱橫設計 ”。對于工可階段提出的橋型方案， 同意采用組合橋型建設方案， 要求具體橋型應在初步設計階段根據實際情況和景觀要求比選后確定。 初步設計階段針對橋位方案二各通航孔橋、 非通航孔橋、互通立交及接線工程方案， 結合專題研究成果，進行了進一步方案比選。工可階段提出的通航孔橋橋型方案有： 滄口航道橋 85+260+85m 雙幅分離鋼箱提籃拱橋、 50 131 24813150m 鋼箱梁連續(xù)剛構橋、 100 260100m 矮塔鋼箱梁斜拉橋，紅島航道橋 85+

28、260+85m 雙幅分離鋼箱提籃拱橋、 50131248 13150m 鋼箱梁連續(xù)剛構橋、 100 260100m 矮塔鋼箱梁斜拉橋，大沽河航道橋 65+120+65m 預應力混凝土連續(xù)剛構橋， 根據工可批復意見， 要求按組合橋型方案的原則進行設計， 本次設計中， 為充分考慮此要求， 提出了滄口航道橋雙塔鋼箱梁斜拉橋方案、 雙塔疊合梁斜拉橋方案、 桁架拱橋方案， 紅島航道橋獨塔鋼箱斜拉橋方案、獨塔疊合梁斜拉橋方案、下承式拱橋方案、中承式疊合梁拱橋方案， 大沽河航道橋自錨式懸索橋方案、 中承式鋼箱提籃拱橋方案， 并進行了同等深度的比較，各橋型方案詳見“ 8.跨徑選擇與布置”及“ 9.主通航孔橋橋

29、型及結構方案”部分的敘述。工可階段非通航孔橋進行了 50m、60m、70m 跨徑方案的比選，根據工可報告的批復意見推薦采用 60m 跨徑的非通航孔橋。本階段海中非通航孔橋低墩區(qū)針對 60m 跨徑預應力混凝土箱梁結構，采用整孔現澆方案、節(jié)段拼裝方案進行了比選，黃島側海中及岸上采用 50m 跨徑整孔現澆和節(jié)段拼裝方案進行了比選，海中高墩區(qū)采用 60m 整孔現澆、節(jié)段拼裝， 80m 懸臂波澆注， 80m 疊合梁方案進行了綜合比選。各方案詳見“ 10. 非通航孔橋橋型及結構方案”。本橋設計使用壽命按 100 年考慮。根據此項要求， 初步設計階段開展了橋梁耐久性研究，耐久性研究按專項研究課題進行了委托， 對混凝土結構和鋼結構均要求防腐時間為 100 年，對于大跨徑通航孔橋梁， 由于預應力混凝土結構存在嚴重開裂等問題， 耐久性也是一大難題， 難以保證橋梁結構的使用壽命， 因此在通航孔橋設計中