青岛海湾大桥

一、工程概况
青岛海湾大桥工程全长26.767km，分为跨海大桥部分，青岛侧接线部分，黄岛侧接线部分，工程总投资约100亿元人民币。建设单位为山东高速公路集团青岛高速公路有限公司，监理单位为西安华兴公路工程咨询监理有限公司，设计单位为中交公路规划设计院有限公司、山东省交通规划设计院。2006年12月开工建设，2009年9月30日建成通车。其中，跨海工程全长25.18 km，由沧口航道桥（K11+890）、红岛航道桥（K22+310）、大沽河航道桥（K26+650）、海上非通航孔桥和路上引桥6个部分组成。大桥全景如图1。

图1  青岛海湾大桥
沧口航道桥桥跨布置（如图2）为80+90+260+90+80=600m双塔双索面钢箱梁斜拉桥，半飘浮体系，五跨连续结构。塔、梁、索均为直线条，以简洁轻盈的造型为原则，简洁中突出动感、快速和挺拔，极具现代气息，采用平行稀索结构，行车视野开阔，索塔呈边截面八边形，施工速度快，造价低。

图2  沧口航道桥总体布置图
红岛航道桥（如图3）桥跨布置为120+120=240m独塔双索面钢箱梁斜拉桥，连续半漂浮体。为了在总体方案上与沧口航道桥协调一致，按照简洁轻盈的原则，采用相似的结构形式，使二者遥相呼应，整体结构即显得挺拔轻灵，又给人一种对称美、均衡美。

图3  红岛航道桥总体布置图
大沽河航道桥桥跨布置（如图4）为80+190+260+80=610m独塔自锚式悬索桥。采用钢箱梁、混凝土塔柱，自锚碇等大型基础结构，减少了对海洋环境影响，并且与美丽的胶州湾海景融为一体，本桥气势宏伟，主塔巍然而立，美观大气，造型独特。

图4  大沽河航道桥桥型布置图
水中区引桥采用50m、60m跨径连续箱梁结构，墩身采用花瓶墩，基础采用钻孔桩+承台基础。
二、技术特点
1、大桥基础应用高性能混凝土
由于海水及其环境的特殊性，海上钢筋混凝土构筑物只有同时满足两个条件即采用防腐胶凝材料和提高混凝土的密实性(抗渗性)，才能保证钢筋混凝土的耐久性。
为了达到以上标准，青岛海湾大桥的基础采用了高性能混泥土。首先在混凝土中掺加活性矿物质掺合料以达到降低水泥石中存在易被腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙的作用，建设过程中使用水泥的水化铝酸钙的含量均不超过 8%，有效地提高水泥石耐海水腐蚀的能力。其次，由于混凝土自身的特点，在混凝土内部存在连续的毛细孔隙，从而使腐蚀性介质极易通过孔隙侵入水泥石内部，加速水泥石的腐蚀，因此在实际工程中可采取：选择级配良好的粗细骨料；合理的设计混凝土配合比；尽可能降低W/C；改善施工方法以及掺入密实抗渗剂等来提高混凝土的密实度。最后，可以在混凝土中掺加防腐阻锈抗渗剂。防腐阻锈抗渗剂能与有害物质化合成不溶性盐类或综合物，并借助于扩散作用从混凝土中浸出，从而提高混凝土自身的防腐能力；抗渗剂能提高混凝土的抗渗透能力，减少有害物质向混凝土内渗透或扩散；阻锈剂修补钢筋表面的氧化物保护膜，抑制氯离子的活化作用，并加速氯离子合成难溶的水合氯铝酸钙，填充到毛细孔隙中，从而减缓其对钢筋的直接影响，并提高了混凝土的密实度。
2、大桥基础首次采用海上旋挖钻机钻孔
大桥基础均采用钻孔灌注桩，桩径为 1.5m ~2.2m之间 ,最大设计深度为 70m左右，为了提高工效、降低成本、保护海洋环境，在充分研究了地质情况、钻孔平台及旋挖钻机的性能前提下，首次提出采用先进的钻孔设备——旋挖钻机进行海上钻孔方案，并得到成功应用。这个方案需要解决、克服的主要问题有两项：一是旋挖钻机的性能；二是海上钻孔平台的承载力和稳定性。
青岛海湾大桥采用的中科 ZR250A型钻机具有整机稳定性好、性能优良、钻进扭矩大、工作效率高、控制先进、结构合理等优点，最大钻孔直径 2.5m，最大钻孔深度 70 m，钻孔深度、钻孔直径和地质情况均能满足施工要求。
钻孔平台除了承受平台自重、钻机自重、钻机工作扭拒力和其他附属设备的自重及其工作外力等合外力外, 还同时具有抵抗台风、海浪冲击、驳船碰撞的功能。平台的设计采用钢结构，平面尺寸为34.5m×12.5m，高度为6m (距海面高潮水位)，周围设置钢管栏杆，平台面板采用10mm厚的钢板，钢板下部布设槽钢，平台基础采用厚度10mm、直径630mm的钢管桩，钢管桩按照设计深度打入海床以下的土层或岩层，钢管桩之间采用槽钢纵横焊接以达到整体稳定性，钢管桩顶部架设600×400(mm )纵横钢箱梁，平台钢板、槽钢、钢箱梁、钢管桩之间均采用焊接。平台周围设置钢管桩隔离船只，以防碰撞。海上旋挖钻孔技术的应用，极大地提高了钻孔效率（是普通回旋钻机的十几倍）。