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杭州湾大桥会挡住钱江潮吗?
2008年04月25日  11:03:34    杭州网

钱塘江大潮是举世闻名的景观,而经国务院批准建设的杭州湾公路大桥将是世界最长的跨海湾大桥。4年后,当大桥建成通车时,这两大景观是相得益彰,还是此消彼长?这一世纪大工程牵出了人们的一个大问号——— 杭州湾大桥会挡住钱江潮吗

杭州湾要建一座36公里长的公路大桥,这是世界最长的跨海湾大桥。如此规模的大桥,在建桥上有无技术难题,大桥建成后对当地环境有什么影响,尤其是举世闻名的钱江潮会因为大桥而逊色吗?带着这些问题,日前记者采访了浙江省水利水电河口海岸研究设计院副总工程师熊绍隆。

曾有建海底隧道的设想

在决定建设杭州湾跨海大桥之前,曾有建一座海底隧道的设想。在水下建隧道的一个最大好处,是能全天候越海通车,完全不受大风、暴雨、大雪、大雾和严重冰冻等气候环境的影响。那么,为什么最后放弃建水下隧道的设想呢?

熊绍隆说,放弃隧道改用桥梁,与钱江潮无关,建水下隧道不会影响海床结构,对钱江潮基本没有影响。放弃采用建隧道的设想,主要是考虑到建设资金和工期等问题。

据了解,建水下隧道有这样两种基本方法:沉管法和盾构法。沉管隧道施工技术目前仅为美国、荷兰、日本等少数几个国家所掌握。我国的科技工作者经过30多年的攻关,已于1993年建成了内地第一条水下大型沉管隧道——珠江隧道。为我国沉管隧道领域填补了空白。但是,要将预制好的巨大沉管投放海湾中,这对施工条件,如风速、波高、流速、能见度等,有着很高的要求。杭州湾强涌潮、多风浪、海水挟沙量大等恶劣海床水文条件,使得“沉管法”难以实施。

盾构法是采用盾构机在地下向前掘进,同时在机器的尾部拼装上可以承受巨大压力的管片,形成圆形隧道。采用盾构法建隧道,我国已积累了许多成熟经验,技术上更有把握。但是,用盾构法建如此长的隧道,建设工期很长,资金需求很大。

此外,专家们也考虑过“桥隧结合”的设想。但是,实施“桥隧结合”,就要在杭州湾海床中建造规模巨大的人工岛,花费的资金将更巨大,建设工期将更长。

专家们在反复比较、权衡各种方法的利弊得失后,考虑到杭州湾海床辽阔,通航净空要求不高,两岸的拆迁工程不多,经过桥面拉坡后,两岸的引桥又不会很长等情况,认为,从宏观上看,无论是技术上还是造价比选上,建造桥梁的方案有着明显的优势。最后决定以桥梁代替隧道。

对钱江潮景观没有影响

将于今年年底开工建设的杭州湾公路大桥,全长36公里,其中正桥长32.7公里。“如此长的大桥,可能有上千个桥墩。这会影响到举世闻名的钱江潮吗?”熊绍隆教授的回答:“对钱江潮景观基本没有影响”。

这个答案是怎么得出的呢?

早在2000年9月,省水利水电河口海岸研究设计院就已受宁波市杭州湾交通通道工程筹建处的委托,开始对该工程的可行性进行专题研究,其中的一项重要研究内容就是:探讨建桥对钱塘江涌潮、上游泄洪与两岸堤防可能产生的影响。

在杭州湾,研究人员在海面上设立了18个测流垂线,在两岸设立了8个临时潮位观察站,观察、测量水流和潮汐,掌握了大量新的水文资料;测量人员还同时进行了水下地形测量,并绘制成五万分之一的海底地形图。

根据最新水文资料和海底地形图,省水利水电河口海岸研究设计院完成了一个完全按照杭州湾海床实际而建造的巨大模型,模型的上边界是上海市金山卫,下边界是我省萧山的老盐仓。与现实不同的是,这个大模型中已建起了长长的杭州湾公路大桥。在巨大的模型旁,是许多先进的仪器设备。通过这个大模型,研究人员可以直观地看到大桥对潮水的影响,看到钱江潮的形成和发展。在这个已有大桥的模型中,钱江潮还是在高阳山一带起潮,在八堡、新仓一带成为壮观的“交叉潮”,在盐官形成整齐的“一线潮”,在老盐仓出现“回头潮”……

熊绍隆说,他们的专题研究用了9个多月时间。经过科学测量和计算,得出的计算结果是:建桥前,盐官的潮头高度在2米至2.5米之间;建桥后,盐官的潮头高度的降低不会超过2厘米,肉眼完全看不出来的。因此,他们的结论是:对钱江潮基本没有影响。

对这一结论,熊绍隆还用涌潮理论作了进一步的阐述。他说,形成涌潮的必要条件是河(海)床中纵向沙坎的存在使水深沿程向内逐渐减少,而喇叭口平面形态使潮差沿程向内递增,从而使涌潮强度显著增加。这两个大范围的基本地形、水流因素没有因为建桥而有任何改变,所以杭州湾公路大桥对钱江潮基本不会有影响,更不会使钱江潮消失。

2001年6月14日,来自全国的14位著名专家在评审省水利水电河口海岸研究设计院承担的这项专题研究成果时,写下了如下评审意见:“物模试验及数值模拟结果表明,北通航孔桥轴线与水流基本正交,大桥建设对上游泄洪、钱塘江涌潮的形成与强度基本没有影响。专家认为上述结论可信。”

增了桥墩少了阻水面积

杭州湾大桥虽然桥梁长达32.7公里,但桥下的航道只有南、北两条,南通航孔总宽度为370多米,北通航孔总宽度为700余米。因此,杭州湾大桥有30多公里是非通航桥梁。怎样考虑非通航桥段的跨度呢?按原来的设计方案,非通航桥段的跨度,海中的为70米,南北高滩上的为50米。

去年6月,杭州湾大桥工程指挥部的负责同志考虑到节省建设资金,特地向熊绍隆咨询,非通航大桥的跨度能否一律改为50米?熊绍隆认为有这个可能。于是一个补充研究又开始进行。

将原来海中桥段70米的跨度一律改为50米,势必要在水中留下更多的桥墩,这会不会对钱塘江的进潮量产生影响?经过2个多月的反复试验和研究后,以熊绍隆为首的专题研究组得出结论:调整方案对钱塘江涌潮、上游泄洪基本没有影响。

熊绍隆解释说,按70米跨度设计,每个桥墩下要打10个桩;按调整方案设置的50米跨度,每个桥墩下只要打4个桩。经过反复研究和计算,得出的结果是:按70米跨度建大桥,阻水面积达到了8%,而按50米跨度建大桥,虽然桥墩多了,但是桥桩却大大减少,所以阻水面积反而只有7%。

据专家测算,杭州湾大桥的建成,对大桥上、下游各2公里范围水域的潮位、流速和潮量会产生一些影响,改成为50米跨度后,这种影响会因桥孔缩窄将稍大一点。但是,大桥离钱江潮的起潮处高阳山有32公里之远,潮水直贯而入,已经形成了汹猛的气势,因而多几根桥墩不会对钱江潮产生多大影响。

去年9月,15位著名专家在评审这项补充研究成果时,写下的评审意见是:“调整方案对钱塘江涌潮与上游泄洪基本没有影响,结论是可信的”。

特别值得一提的是,这项研究成果可使杭州湾大桥的建设资金节省近10亿元。同时复杂的水下打桩工作减少了,施工更方便了。

注意到地图上的杭州湾大桥是弯来弯去的,记者忍不住向熊绍隆提问:“为什么不把大桥建成笔直的呢,这样不是更省钱省事吗?”

熊绍隆回答说:“这有两个方面的原因:第一,建高速公路有科学的要求,直段不能太长,否则容易出事故;第二,桥梁各段的桥轴线应尽量与涨潮和落潮的主流垂直,以减少建桥对水流的影响,同时,也是为了保证船舶的安全航行。

为何建设杭州湾大桥

杭州湾大桥是交通部规划的“五纵七横”国道主干线中,同江至三亚沿海大通道的重要组成部分。大桥的建设便捷地连接上海和宁波,更好地发挥了“同三线”的整体功能,为现代化的物流系统创造了条件,可以促进长江三角洲地区交通网以及我省“二纵二横五联”公路网主骨架的建设。

发展大交通,建设大浙江,开发深水港,依托港口发展经济,是我省经济发展总体战略的重要内容。宁波、舟山深水港资源是浙江最具优势的自然资源之一。大桥的建设将有利于我省经济发展总体战略的尽早实现。大桥的建设也为宁波早日成为长江三角洲南翼经济中心奠定了厚实的基础。

大桥建成后,将大大缩短上海与我省宁波及浙东南地区的时间距离,形成沪杭甬之间的两小时交通的“金三角”地区。对促进以上海为中心的世界级特大型国际都市圈,发挥上海的龙头作用,加快长江三角洲地区经济社会发展,具有重要的战略意义。

杭州湾大桥将上海港与宁波港、太仓港、舟山港密切地联系起来,为长江三角洲地区港口群提供了便捷的陆路通道,可使各港口之间优势互补,进而支持上海国际航运中心建设,为上海、宁波、嘉兴、苏南乃至全国经济的发展注入新的活力。大桥的建成还将为长江三角洲地区的各旅游景点间提供便捷的陆路交通,提高旅游的连续性,促进旅游事业的发展。

根据调查,1999年沪杭甬高速公路全年最大路段交通量(绝对车辆数)达到40666辆/日。与上海市交界处的大云—嘉善段达到11399辆/日。2000年沪杭甬高速公路全年最大路段交通量(绝对车辆数)达到47027辆/日,与上海市交界处的大云—嘉善段达到15925辆/日。与1999年相比,各路段交通量平均增幅达到32.5%。

今天,沪杭甬高速公路虽然近期还能基本适应交通量的需求,但是部分区段的交通量在部分时段将趋于饱和。杭州湾大桥的建设不仅能合理疏导交通主流,提高运输效率,同时还可以及时缓解杭州市过境交通压力,进一步提高沪杭甬高速公路的服务水平。


来源:浙江日报    作者:张学勤    编辑:杜琳    
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