湖南省最長橋梁-沅水特大橋引橋方案設計

蘇 雨

（北京建達道橋咨詢有限公司，北京 100015）

湖南省最長橋梁-沅水特大橋引橋方案設計

蘇 雨

（北京建達道橋咨詢有限公司，北京 100015）

文章闡述了二連浩特至廣州國家高速公路（湖南省澧縣至常德段）上的沅水特大橋設置原因、橋型方案選擇及其設計要點。

湖南??；最長橋；引橋；設計

隨著我國經濟的大發(fā)展，大規(guī)模的基礎設施建設正如火如荼的展開。當然，公路橋梁建設也發(fā)展迅速，較大、較長的橋梁隨處可見。這里介紹的是目前湖南省內最長的橋梁——沅水特大橋，該橋全長為15.888 km，主橋為75 m＋5×130 m＋75 m連續(xù)梁-剛構組合梁橋。引橋以30 m跨T型梁為主，輔助以25 m跨T型梁及跨公路、溝渠的現(xiàn)澆箱梁。本橋之所以堪稱湖南省最長橋梁，主要歸功于其引橋長度，所以引橋的橋型、橋跨的合理選擇，是本橋設計的命脈所在。

1 工程概況

本橋屬于二連浩特至廣州國家高速公路（湖南省澧縣至常德段）上的一座特大橋。該高速公路是國家高速公路網中的第六縱線，湖南省澧縣至常德段是湖南省“五縱七橫”高速公路主骨架建設方案的第四縱。沅水特大橋位于常德市以東的西洞庭湖平原，跨越沅澧大圈和沅南大圈。主橋所跨沅水為湖南省四水（湘、資、沅、澧）之一，且為湖南省干線航道網中的一條。本設計合同段路線初步設計階段全長為26.96 km，施工圖階段為26.825 km，沅水特大橋全長約占路線總長的60%。根據橋梁長度及工程造價，將沅水特大橋按施工合同段劃分為5個特大橋，分別為沅水特大橋1～5號橋，橋長分別為3697.5m、3515m、3182m、2 770 m和2 723.5 m。

橋位處地勢平坦，沿線均為農田，密布魚塘、珍珠養(yǎng)殖塘、溝渠等。地質情況如下：主橋處地面以下依次為粉砂、黏土、圓礫和泥巖。引橋地面以下依次為灰褐色填筑土、淤泥質黏土、灰褐色亞黏土、黃褐色亞黏土、灰褐色細砂、雜色卵石、灰褐色圓礫。

2 沅水特大橋高架橋方案的確定

本項目是在洞庭湖平原重點垸里布線。按常規(guī)設計，除跨河、跨地方道路及行洪需要設置必要的橋梁、涵洞、通道外，其余段落均應考慮做路基，但從各方面綜合考慮，該路段設計卻以高架橋方案作為推薦方案。原因見高架橋方案與高路堤方案比較，見表1、表2。

經初步測算，高架橋方案比高路堤方案多5.148億投資，該部分投資占該段總投資的17.23%左右。但從盡量節(jié)省基本農田、保護洞庭湖平原生態(tài)環(huán)境、保障湖區(qū)的防洪抗?jié)?、方便兩側人車通行以及保持高速公路與柳葉湖景區(qū)的一致性等因素綜合考慮，將高架橋方案作為推薦方案。

3 橋型、橋跨的確定

表1 高路堤與高架橋主要工程數(shù)量比較表

表2 高路堤與高架橋方案比較表

本項目橋梁工程橋址地區(qū)地質條件較差，地層變化明顯，廣泛分布軟土地基，因此做好橋型、橋跨的比選工作，盡量減少基礎工程數(shù)量，對于降低工程造價具有決定性意義。

表3 幾種橋型、跨徑技術經濟比較表

在以上結構比選中，空心板橋型從造價方面考慮不占優(yōu)勢，同時考慮目前空心板結構在使用階段出現(xiàn)的橋面開裂及支座托空等常見病害，對于如此長度的橋梁來講也不適合；現(xiàn)澆箱梁考慮施工進度慢、造價高也不宜大量采用，因此在剩余兩種橋型中，采用較經濟的組合箱梁應該作為該項目的推薦方案。在跨徑選擇方面，30 m跨徑比25 m跨造價增加不大，35 m跨徑相對造價增加較大，再從整座橋配置橋墩數(shù)量等綜合考慮，30 m跨徑應該是最佳選擇。以上比選中未考慮40 m跨及以上跨徑，一是40 m跨徑建筑高度較高，不利于控制橋下的道路凈空，二是考慮填土高度平均在10 m左右，較大跨徑與墩高不成比例。

由以上比選，30 m跨組合箱梁應作為本項目的推薦方案。但湖南省東常高速公路建設開發(fā)有限公司考慮當?shù)厍闆r，根據當?shù)厥┕ぜ夹g經驗，下發(fā)了《關于常德沅水特大橋南北引橋上部構造采用方案的意見》的意見：高架橋由原方案上部結構采用預制組合箱梁，在本階段均改為吊裝重量較輕、當?shù)乜衫玫哪０遢^多、施工技術成熟、施工經驗豐富、容易保證施工質量和施工安全、能有效控制工期、便于管理的預制T型梁。因此最終30 m跨T型梁成為了本項目的推薦方案。

由此可見，工程造價在橋型方案的選擇上起到舉足輕重的作用，但當?shù)氐慕ㄔO施工經驗及習慣也是影響橋型方案的重要因素。

4 沅水特大橋設計要點及重點

本橋的最大特點是橋長，因此如此之大規(guī)模的橋梁對于設計來講，首先要考慮的是如何方便施工，設計時考慮工程質量和工程安全的同時，把能有效控制工期、便于管理作為設計的重點。下面就設計要點及重點介紹如下：

4.1 橋跨布置

本橋在跨越馬家吉河（孔徑布置為40 m+60 m+40 m）、跨越沅水大堤引橋（南岸40 m＋2×60 m＋40 m，北岸35 m＋2×60 m＋35m）及主橋（75 m＋5×130 m＋75 m）的孔徑布置經各部門及專家論證后已確定，不宜更改。同時由于蘆荻山互通位于本特大橋中間，布跨就分別以馬家吉河及沅水處為中心向兩邊推進，最終碎跨在蘆荻山互通變寬段進行調整。橋梁布孔盡可能地采用預制結構，且應做到跨徑角度盡可能正交，預制梁長盡可能地相等，這樣可極大地方便施工。本著這個原則，預制梁在墩頂?shù)默F(xiàn)澆段采用了變寬的處理方式以確保預制梁長相等（由于路線半徑普遍較大，此點比較容易實現(xiàn)）。在跨路、跨渠處首先采用25m跨徑與30 m跨徑預制梁配以獨柱墩來調整布跨，如果以上兩種跨徑難以滿足跨越要求，則考慮采用現(xiàn)澆箱梁配以獨柱墩或雙柱墩來調整跨徑。

4.2 結構設計

（1）預制T梁：上部預制T梁跨徑主要以30 m為主，按橫斷面布置寬度分為3種形式，一是標準雙幅斷面，單幅橋寬13.5 m，二是中央分隔帶開口處，采用全寬斷面28 m，三是蘆荻山互通主線處，單幅橋寬17.5 m。25 m跨的T梁有兩種形式，一是標準雙幅斷面，單幅橋寬13.5 m，二是僅作為邊跨與30 mT梁形成連續(xù)結構，梁高與標準30 m梁高相同為2 m。具體T梁類型見表4。

（2）等截面現(xiàn)澆箱梁：上部現(xiàn)澆箱梁設計時采用多種跨徑，且蘆荻山互通主線現(xiàn)澆箱梁為變寬，標準跨徑標準寬度的幾種現(xiàn)澆箱梁尺寸見表5。

（3）變截面現(xiàn)澆箱梁：設計中采用變截面箱梁的全部類型見表6。

（4）其他設計需注意的地方：①本橋由于距離市區(qū)較近，設計要考慮地方道路的長遠發(fā)展，留足凈空，做到以人為本。②由于橋長且大，設計首先要考慮方便施工。上部結構設計對施工的考慮前文已做說明。下部結構設計，橋墩主要以直徑140 cm柱式墩為主，基礎以直徑150 cm的樁基礎為主。只有特殊情況（如跨越需要）才采用不同尺寸的墩樁形式，因此下部設計基本做到尺寸統(tǒng)一。③橋梁分聯(lián)也是本橋設計時考慮的關鍵因素之一。分聯(lián)太長從結構安全、耐久性及橋墩受力等方面均不利；太短則需要設置過多的伸縮縫，影響行車的舒適性，而且也不經濟。本橋在設計時，在滿足伸縮縫變形量及橋墩受力的基礎上，盡量采取了較長的聯(lián)長。④施工標段的劃分在橋梁的分聯(lián)處，方便兩個標段進行施工組織安排。⑤對于大長橋要在橋上設置中央分隔帶開口，中央分隔帶開口間距要滿足規(guī)范要求。

表4 預制T梁類型列表

表5 標準現(xiàn)澆箱梁類型列表

表6 變截面現(xiàn)澆箱梁類型列表

5 結束語

通過本項目的設計認識到橋型方案的確定是橋梁設計的重中之重，因此橋型方案的比選及論證必須做到詳細且全面。再者設計時要重視橋梁孔跨布置，因為如此之長大橋梁牽一發(fā)而動全身。最后對于長大常規(guī)橋梁要把方便施工組織安排作為設計的重點。

[1]中交公路規(guī)劃設計院.JTG D60-2004公路橋涵設計通用規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]中交公路規(guī)劃設計院.JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3]北京建達道橋咨詢有限公司.《二連浩特至廣州國家高速公路（湖南省澧縣至常德段）公路初步設計》2008年6月.

[4]北京建達道橋咨詢有限公司.《二連浩特至廣州國家高速公路（湖南省澧縣至常德段）公路施工圖設計》2008年12月.

The Approaching Bridge Plan Design of the Longest Bridge in Hunan Province-Yuanshui Bridge

Su Yu

The article describes the settingreasons,bridge type plan selection and design features ofYuanshui Bridge on the national highwayfrom Erlianhaote toGuangzhou(Li CountytoChangde section in Hunan Province).

Hunan Province;the longest bridge;approachingbridge;design

U442.5

A

1000-8136(2011)05-0070-03

蘇雨，男，1977年10月出生，河北唐山人，2001年畢業(yè)于北京工業(yè)大學交通土建工程專業(yè)，工程師。