石牌漢江公路橋橋位選擇研究

黃功偉

（湖北省交通規(guī)劃設計院，湖北武漢 430051）

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石牌漢江公路橋橋位選擇研究

黃功偉

（湖北省交通規(guī)劃設計院，湖北武漢 430051）

摘要：石牌漢江公路橋?qū)Υ龠M漢江經(jīng)濟帶協(xié)同發(fā)展有著重要的意義，是荊門市干線公路網(wǎng)“橫三”中的關鍵節(jié)點。文中根據(jù)橋位選擇控制因素，從城鎮(zhèn)規(guī)劃、通航要求、河床演變等方面，結(jié)合橋梁建設條件，綜合多種因素，確定了石牌漢江公路橋橋位。

關鍵詞：橋梁；橋位；控制因素；城鎮(zhèn)規(guī)劃；通航要求；河床演變；建設條件

石牌漢江公路橋是湖北省荊門市內(nèi)連接漢江兩岸的重要通道，串聯(lián)起漢江兩岸S439和S340，組成荊門市干線公路網(wǎng)“橫三”，滿足了漢江兩岸居民便捷出行的需求，對提升荊門市漢江經(jīng)濟帶具有強力的推動作用。

石牌漢江公路橋西連鐘祥市石牌鎮(zhèn)，東接鐘祥市柴湖鎮(zhèn)，其區(qū)域內(nèi)有滬蓉（上海—成都））高速公路連接，主要滿足國境交通及長途運輸。高速公路需要收費通行，漢江兩岸集鎮(zhèn)通行繞行較遠，難以滿足區(qū)域交通快速通達，無法滿足行人、非機動車及集鎮(zhèn)間車輛通行，嚴重影響兩岸協(xié)同發(fā)展，從長遠發(fā)展看，宜新建漢江大橋。

1　橋位選擇控制因素

根據(jù)文獻［1］～［4］，橋位選擇應遵守滿足功能需要、降低工程造價的原則，主要考慮的因素有：

（1）符合城鎮(zhèn)規(guī)劃，滿足兩岸政治、國防、經(jīng)濟、交通需要。

（2）符合路線整體走向，橋位節(jié)點能與路線平順連接。

（3）滿足通航要求，減少橋梁對通航的影響。

（4）綜合考慮河道的現(xiàn)狀、河勢、防洪及河道整治對橋梁的要求，盡可能選在河道順直、水流穩(wěn)定、灘地較窄較高、河槽較深且能通過大部分設計流量的河段上，避免選在河岔、淺灘、彎道、港口、船舶錨地、大型廠礦等河段。

（5）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件相對較好，區(qū)域地質(zhì)較穩(wěn)定，避免選在巖層有斷層、溶洞、石膏、侵蝕性鹽類的河段。

（6）橋梁兩岸建設條件良好，江面相對較窄，橋梁長度盡量短，縮小工程規(guī)模，降低工程造價。

2　控制因素分析

根據(jù)《湖北省省道網(wǎng)規(guī)劃綱要（2011—2030年）》，將荊門市X001東寶區(qū)至石牌鎮(zhèn)段升級為S439；結(jié)合《荊門市“十三五”綜合交通運輸發(fā)展規(guī)劃》干線公路規(guī)劃方案，將S439通過石牌漢江公路橋與對岸穿過柴湖鎮(zhèn)的S340組成“橫三”，形成荊門市“五橫四縱一環(huán)”的干線公路網(wǎng)。石牌漢江公路橋需滿足S439、S340的走向要求，同時滿足石牌鎮(zhèn)、柴湖鎮(zhèn)經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展的功能需要。下面著重從城鎮(zhèn)規(guī)劃、漢江通航要求、河床演變?nèi)蛩胤治鍪茲h江公路橋橋位選擇。

2.1城鎮(zhèn)規(guī)劃

根據(jù)《鐘祥市石牌鎮(zhèn)總體規(guī)劃（2012—2030）》，石牌鎮(zhèn)規(guī)劃用地范圍沿漢江走向為滬蓉高速公路漢江橋至下游3.6 km范圍；根據(jù)《鐘祥市柴湖鎮(zhèn)規(guī)劃（2013—2030）》，柴湖鎮(zhèn)規(guī)劃用地范圍沿漢江走向為滬蓉高速公路漢江橋上游1.7 km至下游2.1 km范圍。綜合省道網(wǎng)規(guī)劃和荊門市“十三五”綜合交通運輸發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合石牌漢江公路橋的功能需求，將石牌漢江公路橋的橋位選擇空間控制在滬蓉高速公路漢江橋至下游3.6 km的漢江河道范圍內(nèi)。

根據(jù)《鐘祥市柴湖鎮(zhèn)規(guī)劃（2013—2030）》的要求，柴湖鎮(zhèn)規(guī)劃取水點位于漢江滬蓉高速公路漢江橋下游3.9 km處。根據(jù)《中華人民共和國水污染防治法》，一般河流水源地，一級保護區(qū)水域長度為取水口上游不小于1 000 m、下游不小于100 m范圍內(nèi)的河道水域；在水源保護區(qū)范圍內(nèi)盡量不建設可能會污染水源的建筑物。綜合城鎮(zhèn)用地規(guī)劃和水源地保護要求，石牌漢江公路橋橋位選擇范圍為滬蓉高速公路漢江橋至其下游2.9 km范圍。

結(jié)合《鐘祥市石牌鎮(zhèn)總體規(guī)劃（2012—2030）》中的路網(wǎng)規(guī)劃，擬將石牌漢江公路橋接入石牌鎮(zhèn)規(guī)劃路網(wǎng)，再與S439路線連接；石牌鎮(zhèn)路網(wǎng)通往漢江的主要道路有4條，距離滬蓉高速公路漢江橋的間距分別為720、1 260、2 000、2 700 m，其中間距為720 m的道路連接石牌港綜合碼頭，故將其他3條道路對應的位置設置橋位，并進行橋位合理性論證。為方便論證，對其命名為A橋位、AL橋位、L橋位（如圖1所示）。

圖1　3個橋位示意圖

2.2通航要求

現(xiàn)狀漢江為Ⅳ（2）級航道，根據(jù)《湖北省內(nèi)河航運發(fā)展規(guī)劃（2002—2020）》，漢江蔡甸—丹江口段將由Ⅳ級航道升級為Ⅲ級航道，石牌段漢江航道規(guī)劃標準為Ⅲ（2）級，設計船型尺度為67.5 m×10.8 m ×2.0 m（長×寬×設計吃水），設計船隊尺度為167 m×21.6 m×2.0 m（長×寬×設計吃水）。

根據(jù)GB 50139-2014《內(nèi)河通航標準》，水上過河建筑物與碼頭、船臺滑道、取排水口等臨河建筑物和錨地的間距應滿足船舶航行、作業(yè)和建筑物運行的安全要求，經(jīng)論證研究確定。水上過河建筑物與碼頭的間距，水上過河建筑物在下游時不得小于碼頭設計船型長度的4倍，在上游時不得小于碼頭設計船型長度的2倍。石牌港綜合碼頭范圍為滬蓉高速公路漢江橋下游430～830 m，結(jié)合石牌港綜合碼頭通航要求，碼頭上游135 m～下游270 m范圍內(nèi)不宜建設漢江橋。因此，橋位只能在滬蓉高速公路漢江橋下游1 100～2 900 m的范圍內(nèi)選擇。

根據(jù)GB 50139-2014《內(nèi)河通航標準》，兩座相鄰水上過河建筑物的軸線間距，Ⅰ～Ⅴ級航道應大于代表船隊長度與代表船隊下行5 min航程之和。根據(jù)通航經(jīng)驗，設漢江通航船隊下行速度為6 m/s，計算得到滬蓉高速公路漢江橋與石牌漢江公路橋之間的最小間距為1 967 m，A橋位不能滿足通航對相鄰兩座橋梁最小間距的要求，AL橋位、L橋位滿足要求。

縱觀國內(nèi)外，相鄰兩座橋梁最小間距不滿足通航要求的案例很多，如德國摩澤爾河科布侖茨航運至萊茵河口1 902 m河段有3組橋梁；長江宜賓段戎州大橋、南門大橋、金沙江大橋、中壩大橋之間的間距分別為0.7、0.8、0.5 km；重慶菜園壩長江大橋與重慶長江大橋之間的間距為1.1 km。文獻［6］認為：可通過加大跨距或選擇一個主跨跨越通航水域?qū)挾刃问浇鉀Q相鄰橋梁對通航的影響。A橋位通過采用合理的橋跨形式，可滿足通航要求。也就是說A、AL、L 3個橋位都能滿足漢江通航要求。

2.3河床演變

根據(jù)對漢江石牌段河床的跟蹤調(diào)查分析，該段屬于丘陵區(qū)，地形地貌上表現(xiàn)為邊坡較緩、河谷切割深度不大。河道水平面高程為38.65 m，河床高為34.55 m。根據(jù)鉆孔揭露和原位測試及土工試驗資料，該段勘探深度范圍內(nèi)的地層地質(zhì)相近，主要為：1）粉土層?；液稚瑵?，松散，含少量云母碎片，層厚3.00 m。2）粉質(zhì)黏土層?；液稚?，可塑，稍濕，含少量鐵錳質(zhì)氧化物，層厚7.70 m。3）細砂層。灰褐色、青灰色，松散，飽和，主要成分為石英長石，見云母碎片，層厚5.40～9.00 m。

從河勢圖（如圖2所示）可知：滬蓉高速公路漢江橋至下游1.4 km范圍內(nèi)河道深水槽位置相對不變，漢江橋下游1.4～3.0 km河道深水槽位置變動大，右側(cè)河床沖刷嚴重，河道深水槽位置由左側(cè)向右側(cè)轉(zhuǎn)移。

圖2　漢江石牌段河勢圖

從石牌段縱斷面跌合圖（如圖3所示）可知：滬蓉高速公路漢江橋下游1.1～1.5 km及2.2～2.7 km范圍內(nèi)河床深度變化不大，江底地質(zhì)相對穩(wěn)定。

圖3　漢江石牌段縱斷面跌合圖

受興隆樞紐蓄水頂托的影響，石牌段水流流速減緩，水流挾沙能力減弱，泥沙普遍落淤。從石牌段沖淤圖（如圖4所示）可以看出：石牌河段深槽整體有所淤積，滬蓉高速公路漢江橋至下游1.4 km范圍內(nèi)沖淤相對穩(wěn)定，漢江橋下游1.4～3.0 km河床沖刷明顯。

綜合分析漢江石牌河段演變、河床平面變化、縱向變化及沖積變化情況，該河段滬蓉高公路漢江橋下游1.1～1.5 km范圍內(nèi)河床深槽、地質(zhì)相對穩(wěn)定，河道沖淤相對平衡，有建設漢江特大橋的條件。就河床演變而言，綜合分析3個橋位的建設條件，A橋位建設條件較優(yōu)。

圖4　漢江石牌段深槽淤積圖

3　橋梁建設條件

A橋位在石牌鎮(zhèn)能與S439路線平順連接；AL橋位需避讓石牌鎮(zhèn)文物保護核心區(qū)，難以平順接入S439路線，對石牌鎮(zhèn)影響較大；L橋位可沿石牌鎮(zhèn)規(guī)劃用地外圍平順連接S439路線。3個橋位建設條件對比如表1所示。

經(jīng)多方面比選，A橋位能滿足漢江兩岸城鎮(zhèn)協(xié)同發(fā)展的功能需求，漢江河床穩(wěn)定具有良好的建設條件，橋梁規(guī)模小，造價低，明顯優(yōu)于AL橋位、L橋位的建設條件。因此，推薦采用A橋位方案。

表1　3個橋位建設條件對比

4　結(jié)語

橋位選擇是橋梁設計的關鍵，必須大范圍內(nèi)對橋位各影響因素進行全面綜合分析，才能選出經(jīng)濟、合理的橋位方案。該文通過對國內(nèi)外橋位選擇方法的研究，總結(jié)了橋位選擇的控制因素，結(jié)合石牌漢江公路橋橋位選擇工程情況，對橋位選擇進行了詳細闡述，確定石牌漢江公路橋橋位為A橋位。

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中圖分類號：U442.4

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2668（2016）03-0215-03

收稿日期：2016-01-20