濟(jì)寧市南二環(huán)路跨越京杭大運(yùn)河橋設(shè)計(jì)總述

彭小剛，王曉媚，周建林

（濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250010）

濟(jì)寧市南二環(huán)路跨越京杭大運(yùn)河橋設(shè)計(jì)總述

彭小剛，王曉媚，周建林

（濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250010）

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來(lái)越多，尤其是大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁。結(jié)合濟(jì)寧市南二環(huán)路跨京杭大運(yùn)橋梁工程案例，介紹了北方地區(qū)第一次采用鋼桁拱橋的實(shí)踐，并且與橋頭道路采用全互通立交形式。重點(diǎn)介紹該橋梁工程的方案設(shè)計(jì)思路、主橋橋型設(shè)計(jì)及新技術(shù)的應(yīng)用，可為同類(lèi)工程設(shè)計(jì)提供借鑒。

互通立交；鋼桁拱橋；鋼橋面鋪裝

1　工程概況

該工程位于濟(jì)寧市南二環(huán)路跨越京杭大運(yùn)河處，新建濱河大道沿京杭大運(yùn)河?xùn)|堤堤頂布設(shè)，與南二環(huán)路呈丁字交叉。

主橋上部橋跨為（81+198+81）m三跨連續(xù)鋼桁拱橋,兩側(cè)81m邊跨為鋼桁梁，立交形式采用全互通立交形式（見(jiàn)圖1、圖2）。

圖1　方案效果圖

圖2　實(shí)景照片

根據(jù)濟(jì)寧市的總體規(guī)劃，南二環(huán)西接空港，東接鄒城，于微山湖河口處跨越京杭大運(yùn)河，并在大運(yùn)河?xùn)|岸與濱河路相交。該工程是濟(jì)寧市水、陸、空立體交通網(wǎng)路的重要節(jié)點(diǎn)和交通樞紐。

工程北側(cè)為小北湖風(fēng)景區(qū)，南側(cè)為微山湖風(fēng)景區(qū)，為濟(jì)寧西南方向入城門(mén)戶，要求作為城市標(biāo)志性建筑來(lái)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，并與景區(qū)規(guī)劃相呼應(yīng)。隨著濟(jì)寧市北湖新區(qū)的迅速崛起，濟(jì)寧機(jī)場(chǎng)的投入運(yùn)營(yíng)，南二環(huán)路及濱河路的建設(shè)已十分迫切。

2　片區(qū)功能定位

濟(jì)寧市北湖新區(qū)位于濟(jì)寧市主城區(qū)南部，以小北湖為中心，京杭大運(yùn)河為主線，微山湖為拓展，以水為主題，以游樂(lè)為內(nèi)容，開(kāi)發(fā)運(yùn)河文化，突出自然生態(tài)，開(kāi)展水上運(yùn)動(dòng)，將人與自然有機(jī)結(jié)合起來(lái)。

北湖片區(qū)不僅是人們休閑度假、親近大自然的理想去處，同時(shí)是濟(jì)寧市出入機(jī)場(chǎng)、連接鄒城的門(mén)戶，是運(yùn)河漕運(yùn)的重要組成部分，是體現(xiàn)城市風(fēng)貌特征的重要片區(qū)。

3　工程功能定位

（1）交通性：該工程位于南二環(huán)跨京杭大運(yùn)河入微山湖河口處。南二環(huán)西接空港，東接鄒城；京杭大運(yùn)河南入微山湖，北通城區(qū)。顯見(jiàn)該工程是濟(jì)寧市水、陸、空立體交通網(wǎng)路的重要節(jié)點(diǎn)，工程規(guī)劃設(shè)計(jì)方案應(yīng)按交通樞紐進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。

（2）景觀性：該工程北側(cè)為小北湖風(fēng)景區(qū)，南側(cè)為微山湖風(fēng)景區(qū)，為濟(jì)寧西南方向入城門(mén)戶。該工程規(guī)劃方案應(yīng)和小北湖風(fēng)景區(qū)、微山湖風(fēng)景區(qū)相呼應(yīng)，并作為城市標(biāo)志性建筑來(lái)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。

4　建設(shè)條件

橋梁位置處為京杭運(yùn)河段，屬于內(nèi)河2級(jí)航道，水運(yùn)繁忙，施工期不得中斷河道水運(yùn)。主航道按照航務(wù)局提供的要求為凈寬不小于70m，豐水期凈空不小于7m。

橋梁位置處陸運(yùn)和水運(yùn)交通均較為便利，為橋梁采用拼裝施工提供了便利條件。

5　方案設(shè)計(jì)思路

（1）總體設(shè)計(jì)思路

該工程位置獨(dú)特，除安全、經(jīng)濟(jì)和舒適性是基本要求外，交通功能與景觀功能需求凸顯，因此本次方案設(shè)計(jì)思路為：保證安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性，完善交通性，著力打造濟(jì)寧市標(biāo)志性景觀，形成最具吸引力的景觀資源。

（2）立交設(shè)計(jì)思路

該工程中立交主要是完善交通功能，實(shí)現(xiàn)濱河路與南二環(huán)路全互通。同時(shí)，充分合理利用立交內(nèi)部空間，結(jié)合跨河橋梁、航運(yùn)碼頭，打造一個(gè)環(huán)境宜人的橋頭公園，成為游客聚集休息區(qū)。另外通過(guò)流暢的線性，實(shí)現(xiàn)良好的整體外觀效果。

（3）主橋設(shè)計(jì)思路

a.立面效果：主橋位于整個(gè)工程最中心的節(jié)點(diǎn)，是南來(lái)北往，東進(jìn)西出的第一印象，因而主橋應(yīng)具備較好的立面效果；b.觀景平臺(tái)：濟(jì)寧城區(qū)地勢(shì)平坦，缺乏登高遠(yuǎn)望一覽全城的平臺(tái)，而該工程地理位置優(yōu)越，位于運(yùn)河入口處，北望城區(qū)、小北湖，南眺微山湖，四面景色，八方風(fēng)情，盡收眼底，因而在橋梁方案設(shè)計(jì)中應(yīng)加入觀景平臺(tái)的概念；c.文化象征：結(jié)合微山湖及京杭大運(yùn)河的水運(yùn)文化，在運(yùn)河入口處橋梁主體設(shè)置燈塔類(lèi)似構(gòu)造物，指引漕運(yùn)，同時(shí)也是濟(jì)寧市社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的一個(gè)象征。

方案階段提出斜拉橋、懸索橋、連續(xù)梁橋以及剛桁拱橋四類(lèi)八種方案，綜合河道下游橋梁結(jié)構(gòu)形式及其他條件，最終采用主橋橋型為中承式剛桁拱橋的方案。

6　主橋設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

（1）橋長(zhǎng)360m，跨徑組合為81m+198m+81m。

（2）橋?qū)?1m，斷面組成為2.0m人行道+1.5m設(shè)施帶+0.5m防撞護(hù)欄+15m橋面+0.5m防撞墻+ 2m設(shè)施帶+0.5m防撞墻+15m橋面+0.5m防撞護(hù)欄+1.5m設(shè)施帶+2.0m人行道。

（3）縱、橫坡：全橋縱向位于半徑為15000m的豎曲線上，橋面跨中與豎曲線定點(diǎn)重合；車(chē)行道橫坡為2%，人行道橫坡為1%。

（4）橋型：中承式三跨連續(xù)鋼桁拱橋，主拱矢跨比1/4.29，結(jié)構(gòu)支撐條件為鉸接。

（5）上部結(jié)構(gòu)：主橋上部橋跨為（81+198+81）m三跨連續(xù)鋼桁拱橋,兩側(cè)81m邊跨為鋼桁梁,桁高13.001m;中跨198m為剛性鋼桁拱,拱高46.13m,矢跨比1/4.29,鋼桁拱肋跨中處高9m,支點(diǎn)處高31.391m,鋼拱肋上下弦桿分別采用不同方程的二次拋物線,橋跨結(jié)構(gòu)在中支點(diǎn)處設(shè)置有16m高的加勁腿；正橋橋跨桁寬2×17.5m,兩片主桁的外側(cè)各有3m懸臂托架支撐人行道，橋面總寬41m。每個(gè)橋墩處3片主桁下均設(shè)有豎向剛性支座，縱向除19#號(hào)主墩處固定外，其余均為活動(dòng)支座。主桁為節(jié)間長(zhǎng)度9m的“N”形桁架，在邊、中支點(diǎn)處斷面設(shè)置有橋門(mén)架結(jié)構(gòu)以傳遞上弦桿風(fēng)力,為增強(qiáng)桁梁和拱肋桁架的抗扭剛度,在桁梁上弦桿大節(jié)點(diǎn)處斷面和桁拱每個(gè)斷面設(shè)置有橫向聯(lián)接系，主桁上弦和桁拱的上下弦桿間均設(shè)置有縱向平面聯(lián)接系。

拱橋的系桿采用鋼板組成的箱型斷面桿件，吊桿采用平行鋼絲束柔性吊桿。

公路橋面采用鋼正交異性橋面板，下設(shè)“U”形縱向加勁肋。在下弦節(jié)點(diǎn)處以及沿橋縱向每3m設(shè)一道橫梁。工地安裝時(shí)橋面板采用熔透焊連接，橫梁腹板采用高強(qiáng)度螺栓連接。

橋面鋪裝采用Eliminator防水粘結(jié)體系+澆筑式瀝青混凝土+SMA（高彈改性瀝青），Elinminator防水粘結(jié)體系由功能完全的防腐層、雙層防水層與粘結(jié)層組成，能很好地保護(hù)橋面鋼板免遭銹蝕，與鋼板的結(jié)合力達(dá)到5.0MPa以上，其柔韌性能、抗刺破能力、防腐蝕能力及鋪裝層間穩(wěn)定性?xún)?yōu)異。其與聚合物改性澆注式瀝青混凝土結(jié)合使用是橋面防水粘結(jié)層的優(yōu)良結(jié)合。保護(hù)層采用孔隙率小于1%的澆注式瀝青混凝土，該混合料結(jié)構(gòu)型式為完全懸浮型，細(xì)集料多，瀝青含量高，在高溫下經(jīng)特殊攪拌工藝拌制后，混合料呈現(xiàn)流動(dòng)狀態(tài)，經(jīng)攤鋪整平后，混合料靠自重流動(dòng)作用，形成密實(shí)且不透水的鋪裝層，整體上具有很好的抗疲勞性能和耐久性。

（6）下部結(jié)構(gòu)：墩柱采用鋼筋混凝土墩，基礎(chǔ)采用直徑1.8m的群樁，樁基按摩擦樁計(jì)算，墩柱與基礎(chǔ)通過(guò)承臺(tái)連接。

7　結(jié)　語(yǔ)

該工程于2010年7月開(kāi)工建設(shè)，并于2012年11月竣工通車(chē)，主橋上部結(jié)構(gòu)于2011年11月開(kāi)工，于2012年6月合龍。該工程獲得2015年建設(shè)部勘察設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)，目前使用狀態(tài)良好。工程與周邊風(fēng)景協(xié)調(diào)融合，成為當(dāng)?shù)匾惶帢?biāo)志性建筑。

U442.5

B

1009-7716（2016）11-0063-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.11.018

2016-07-21

彭小剛（1983-），男，湖北天門(mén)人，工程師，從事市政道路、橋梁設(shè)計(jì)工作。