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1、前期工作
(1)項目論證和比較階段
1993年開始醞釀籌建杭州灣交通通道，寧波市政府委託上海林李公司和中交公路規劃設計院進行預可行性研究。期間，多次召開研討會，廣泛徵集各方面意見，還相繼開展經濟、水文、地質、氣象等13項專題，並組織評審會和論證會。2000年6月21日，浙江省政府第37次常務會議作出了建設杭州灣跨海大橋的決定，明確大橋建設以寧波爲主，要求抓緊上報項目建議書，爭取國家支持。
(2)立項報批階段
2000年8月，浙江省發展計劃委員會將項目建議書上報國家計委。2002年4月30日，國務院第128次總理辦公會議討論通過了本項目的立項問題。同年5月29日，國家計委正式下達立項批文。
(3)“工可”審批階段
2000年7月，委託中交公路規劃設計院開展本項目“工可”研究。2002年7月，浙江省計委向國家計委上報本項目的“工可”報告。期間，相繼開展了工程地質、淺層氣、波浪力、環保、經濟、氣象、交通等19項專題研究，並通過專家評審。同年8月，交通部和中諮公司對“工可”報告進行了行業審查和評估。2003年2月，國務院第151次總理辦公會議討論通過了本項目“工可”報告。同年3月，國家計委下達“工可”審批批文。
(4)初步設計階段
2001年12月，通過招標確定由中交公路規劃設計院、中鐵大橋勘測設計院和交通部三航院聯合體承擔本項目設計任務。2003年1月，省計委、交通廳聯合主持對初步設計預審， 3月10日，浙江省交通廳向交通部報送要求對本項目初步設計文件進行審查的請示。4月9日至12日，交通部組織國內24名專家對初步設計進行了審查。2003年8月6日國家交通部對大橋初步設計作了批覆。
(5)開工準備階段
2001年10月，指揮部一手抓立項審批，一手在南岸開始通路、水、電、通訊、碼頭等15項“五通一平”工程。2003年2月，“五通一平”工程基本完成，具備了開工建設的條件。2003年4月，在南岸灘塗區進行試驗段工程，爲大橋工程全面開工探索並積累有益的經驗。
2、主體工程開工
按照“區分不同工程作業類型，保持施工組織的完整性和工序的連貫性”的大橋總體實施計劃，共劃分爲12個土建施工標段、7個監理標段及部分材料標。2003年7、8月先行完成水泥和部分鋼板、鋼筋的採購招標，2003和11月，完成了第一階段土建7個施工標和3個監理標的招標工作，2004年3月完成了第二階段5個土建施工標、4個監理標的招標工作，累計招標金額約85.7億元。2003年11月14日，中港二航局V標將第一根長73米、直徑1.5米的鋼管樁打入預定位置，標誌着大橋主體工程開工建設。2004年3月16日，第二階段土建工程招標籤約，標誌大橋工程進入全面開工建設階段。
3、重大工程節點
2003年6月8日，大橋工程舉行奠基儀式。
2003年6月8日，第一根鑽孔灌注樁在南岸灘塗區開始施工，2007年3月27日，最後一根鑽孔灌注在海中平臺匝道橋樁完成施工。
2003年10月28日，北岸引橋工程開工，2007年5月26日完工。
2003年10月31日，全長9.78公里的南岸鋼棧橋動工修建，橋寬7米，共用鋼材5萬噸，2005年12月24日修建完成， 2006年8月15日開始拆除。
2003年11月14日，杭州灣跨海大橋打下第一根鋼管樁。2006年2月3日，主橋最後一根鋼管樁沉放到位。
2003年11月28日，南岸引橋工程開工，2007年1月8日完工。
2004年7月9日，南航道橋沉放第一節鋼護筒，2006年8月2日完成承臺澆築，2007年1月10日，架設第一段鋼箱梁，2007年1月26日主塔封頂。2007年6月11日15時，最後一段鋼箱梁架設到位，南航道橋順利合龍。
2004年8月28日，第一個預製墩身開始澆築，2006年9月30日，最後第474個預製墩身澆築完成。2004年10月10日，第一個預製墩身安裝到位，2006年10月18日，最後第474個預製墩身安裝完畢。
2004年11月17日，北航道橋主墩樁基開始施工，2006年12月27日，完成最後一根灌注樁施工， 2007年2月6日首段鋼箱梁吊裝到位。2007年2月7日主塔順利封頂。2007年6月13日晚9:58，北航道橋主橋最後一段鋼箱梁吊裝到位，北航道橋順利合龍。
2005年6月1日，第一片70米預製樑、寬15.8米，重2200噸，由“小天鵝號”運架船架設到位。2007年5月21日，“天一號”運架船將第540片70米預製樑架設完畢。
2005年7月28日，第一片50米預製箱梁、寬15.8米，重1430噸，採用“樑上運樑”的架設工藝安裝到位，2006年11月16日，完成了共404片50米預製箱梁架設。
2006年4月10日，海中平臺沉放第一根鋼管樁，7月25日海中平臺310根鋼管樁沉樁完畢。
杭州灣跨海大橋工程量浩大。據初步覈定，大橋共需要鋼材80萬噸，水泥129.1萬噸，石油瀝青1.16萬噸，木材1.91萬立方米，混凝土240萬立方米，水中區鋼管樁直徑1.5-1.6米、樁長約70—89.5米,總數5513根,鑽孔樁3550根，承臺1272個，墩身1428個，爲國內特大型橋樑之最。
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