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1、前期工作
(1)项目论证和比较阶段
1993年开始酝酿筹建杭州湾交通通道，宁波市政府委托上海林李公司和中交公路规划设计院进行预可行性研究。期间，多次召开研讨会，广泛征集各方面意见，还相继开展经济、水文、地质、气象等13项专题，并组织评审会和论证会。2000年6月21日，浙江省政府第37次常务会议作出了建设杭州湾跨海大桥的决定，明确大桥建设以宁波为主，要求抓紧上报项目建议书，争取国家支持。
(2)立项报批阶段
2000年8月，浙江省发展计划委员会将项目建议书上报国家计委。2002年4月30日，国务院第128次总理办公会议讨论通过了本项目的立项问题。同年5月29日，国家计委正式下达立项批文。
(3)“工可”审批阶段
2000年7月，委托中交公路规划设计院开展本项目“工可”研究。2002年7月，浙江省计委向国家计委上报本项目的“工可”报告。期间，相继开展了工程地质、浅层气、波浪力、环保、经济、气象、交通等19项专题研究，并通过专家评审。同年8月，交通部和中咨公司对“工可”报告进行了行业审查和评估。2003年2月，国务院第151次总理办公会议讨论通过了本项目“工可”报告。同年3月，国家计委下达“工可”审批批文。
(4)初步设计阶段
2001年12月，通过招标确定由中交公路规划设计院、中铁大桥勘测设计院和交通部三航院联合体承担本项目设计任务。2003年1月，省计委、交通厅联合主持对初步设计预审， 3月10日，浙江省交通厅向交通部报送要求对本项目初步设计文件进行审查的请示。4月9日至12日，交通部组织国内24名专家对初步设计进行了审查。2003年8月6日国家交通部对大桥初步设计作了批复。
(5)开工准备阶段
2001年10月，指挥部一手抓立项审批，一手在南岸开始通路、水、电、通讯、码头等15项“五通一平”工程。2003年2月，“五通一平”工程基本完成，具备了开工建设的条件。2003年4月，在南岸滩涂区进行试验段工程，为大桥工程全面开工探索并积累有益的经验。
2、主体工程开工
按照“区分不同工程作业类型，保持施工组织的完整性和工序的连贯性”的大桥总体实施计划，共划分为12个土建施工标段、7个监理标段及部分材料标。2003年7、8月先行完成水泥和部分钢板、钢筋的采购招标，2003和11月，完成了第一阶段土建7个施工标和3个监理标的招标工作，2004年3月完成了第二阶段5个土建施工标、4个监理标的招标工作，累计招标金额约85.7亿元。2003年11月14日，中港二航局V标将第一根长73米、直径1.5米的钢管桩打入预定位置，标志着大桥主体工程开工建设。2004年3月16日，第二阶段土建工程招标签约，标志大桥工程进入全面开工建设阶段。
3、重大工程节点
2003年6月8日，大桥工程举行奠基仪式。
2003年6月8日，第一根钻孔灌注桩在南岸滩涂区开始施工，2007年3月27日，最后一根钻孔灌注在海中平台匝道桥桩完成施工。
2003年10月28日，北岸引桥工程开工，2007年5月26日完工。
2003年10月31日，全长9.78公里的南岸钢栈桥动工修建，桥宽7米，共用钢材5万吨，2005年12月24日修建完成， 2006年8月15日开始拆除。
2003年11月14日，杭州湾跨海大桥打下第一根钢管桩。2006年2月3日，主桥最后一根钢管桩沉放到位。
2003年11月28日，南岸引桥工程开工，2007年1月8日完工。
2004年7月9日，南航道桥沉放第一节钢护筒，2006年8月2日完成承台浇筑，2007年1月10日，架设第一段钢箱梁，2007年1月26日主塔封顶。2007年6月11日15时，最后一段钢箱梁架设到位，南航道桥顺利合龙。
2004年8月28日，第一个预制墩身开始浇筑，2006年9月30日，最后第474个预制墩身浇筑完成。2004年10月10日，第一个预制墩身安装到位，2006年10月18日，最后第474个预制墩身安装完毕。
2004年11月17日，北航道桥主墩桩基开始施工，2006年12月27日，完成最后一根灌注桩施工， 2007年2月6日首段钢箱梁吊装到位。2007年2月7日主塔顺利封顶。2007年6月13日晚9:58，北航道桥主桥最后一段钢箱梁吊装到位，北航道桥顺利合龙。
2005年6月1日，第一片70米预制梁、宽15.8米，重2200吨，由“小天鹅号”运架船架设到位。2007年5月21日，“天一号”运架船将第540片70米预制梁架设完毕。
2005年7月28日，第一片50米预制箱梁、宽15.8米，重1430吨，采用“梁上运梁”的架设工艺安装到位，2006年11月16日，完成了共404片50米预制箱梁架设。
2006年4月10日，海中平台沉放第一根钢管桩，7月25日海中平台310根钢管桩沉桩完毕。
杭州湾跨海大桥工程量浩大。据初步核定，大桥共需要钢材80万吨，水泥129.1万吨，石油沥青1.16万吨，木材1.91万立方米，混凝土240万立方米，水中区钢管桩直径1.5-1.6米、桩长约70—89.5米,总数5513根,钻孔桩3550根，承台1272个，墩身1428个，为国内特大型桥梁之最。
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