國道107官渡黃河大橋項(xiàng)目品質(zhì)工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新探討

劉福順 申成岳

摘要：文章結(jié)合國道107官渡黃河大橋項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)例，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全設(shè)計(jì)、生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)、工程美學(xué)、人性化設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)服務(wù)水平等方面，介紹了適合該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)創(chuàng)新理念和具體工程措施，為其他項(xiàng)目創(chuàng)建品質(zhì)工程提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：品質(zhì)工程;工程設(shè)計(jì);評(píng)價(jià)指標(biāo);設(shè)計(jì)創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：U442.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI： 10. 13282/j. cnki. wccst.2019. 12. 032

文章編號(hào)：1673 - 4874（2019）12 - 0116 - 03

0 引言

自2016年起，交通運(yùn)輸部在全國范圍內(nèi)開展了為期三年的公路水運(yùn)品質(zhì)工程示范創(chuàng)建活動(dòng)，引導(dǎo)全行業(yè)扎實(shí)推進(jìn)品質(zhì)工程建設(shè)，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，全面提升公路水運(yùn)工程質(zhì)量安全水平?！豆匪\(yùn)品質(zhì)工程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》對(duì)品質(zhì)工程示范創(chuàng)建項(xiàng)目設(shè)置了工程設(shè)計(jì)、工程管理等七個(gè)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，工程設(shè)計(jì)一級(jí)指標(biāo)下又劃分了系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全設(shè)計(jì)、生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)、工程美學(xué)、人性化設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)服務(wù)水平六個(gè)二級(jí)指標(biāo)。本文通過梳理國道107官渡黃河大橋項(xiàng)目品質(zhì)工程示范創(chuàng)建過程中采取的設(shè)計(jì)理念及工程措施，從設(shè)計(jì)角度論述品質(zhì)工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐。

1 工程概況

國道107官渡黃河大橋項(xiàng)目，起于新鄉(xiāng)市原陽縣陽阿鄉(xiāng)東，向南經(jīng)靳堂鄉(xiāng)、大賓鄉(xiāng)跨越黃河后止于鄭州市中牟縣萬灘鎮(zhèn)，路線全長(zhǎng)31. 775 km，按一級(jí)公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，雙向六車道，設(shè)計(jì)速度為100 km/h。項(xiàng)目地理位置圖見圖1。其中，官渡黃河特大橋全長(zhǎng)7 377 m，雙向八車道，主橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，主跨跨徑為125 m，采用掛籃懸臂澆筑工藝進(jìn)行施工。2019年9月，項(xiàng)目通過了省級(jí)品質(zhì)工程考核評(píng)價(jià)。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目工可階段，官渡黃河特大橋主橋開展了主跨125 m、150 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋和主跨550 m預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔雙索面漂浮體系斜拉橋全壽命周期技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證分析，最終推薦了3聯(lián)（75+5×125+75）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋方案。

設(shè)計(jì)單位在遵循國道107建設(shè)方案總體規(guī)劃的前提下，結(jié)合沿線地形地貌、水文地質(zhì)等自然條件以及沿線路網(wǎng)布局進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。項(xiàng)目位于黃河沖積平原，地勢(shì)平坦，多為良田，土地和土方資源稀缺，在設(shè)計(jì)中合理降低路基高度，減少占地和土方。路基最大填高為9.61 m，填高>8 m的路段相對(duì)較少。

官渡黃河特大橋位于黃河花園口段，該段黃河屬寬淺游蕩性懸河，地質(zhì)結(jié)構(gòu)為粉砂、細(xì)砂層，河勢(shì)游蕩多變，主河槽擺動(dòng)頻繁，河道先沖刷后淤積特征明顯。黃河特大橋引橋采用的50 mT梁橋可有效減少樁基礎(chǔ)數(shù)量，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)高。

官渡黃河特大橋設(shè)計(jì)中充分考慮建養(yǎng)一體化要求，主橋采用體內(nèi)體外混合配束設(shè)計(jì)方案，其中體外預(yù)應(yīng)力鋼束采用環(huán)氧涂層預(yù)應(yīng)力鋼絞線，空間上多根平行布置，實(shí)現(xiàn)可檢、可修、單根可調(diào)可換的設(shè)計(jì)理念。體外束安裝完成后的示意圖見圖2。體外束施工時(shí)須預(yù)留足夠的放張長(zhǎng)度，換索時(shí)用千斤頂單根放張，舊束完全松弛后取出夾片式錨具，然后抽出舊束穿入新束，錨固后完成單根換束。預(yù)留體外備用束以解決運(yùn)營期間主梁下?lián)蠁栴}，改善上部結(jié)構(gòu)受力。施工期間在主橋箱梁關(guān)鍵受力截面位置埋設(shè)應(yīng)變傳感器，監(jiān)測(cè)施工期間箱梁受力狀態(tài)，為運(yùn)營期監(jiān)測(cè)積累原始數(shù)據(jù)。項(xiàng)目建成后，箱梁內(nèi)的應(yīng)變傳感器與外貼式應(yīng)變傳感器組成橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期應(yīng)變監(jiān)測(cè)元件，供評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)及疲勞壽命使用。在精細(xì)化設(shè)計(jì)方面，項(xiàng)目設(shè)計(jì)組制訂了《項(xiàng)目工作大綱》《技術(shù)規(guī)定》《專業(yè)勘測(cè)與調(diào)查工作大綱》及《設(shè)計(jì)工作大綱》等文件，明確了本項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)原則以及各專業(yè)的任務(wù)及界面銜接。各專業(yè)定期進(jìn)行專業(yè)間會(huì)審，通過專業(yè)之間的緊密銜接，達(dá)到了減少“錯(cuò)、漏、碰”的目的，并在專業(yè)設(shè)計(jì)中做必要的技術(shù)要求。

除3座大、中橋梁上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆箱梁外，其他橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均為裝配式T梁、箱梁、空心板，歸并了橋梁跨徑，最大限度地實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、裝配化施工。

2.2 安全設(shè)計(jì)

項(xiàng)目重視安全設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)文件涵蓋了交通標(biāo)志（含里程碑、百米標(biāo)、公路界碑）、交通標(biāo)線（含輪廓標(biāo)）、護(hù)欄（含防眩板、防撞墊）、警示黃閃燈、道口標(biāo)柱等主要內(nèi)容。項(xiàng)目根據(jù)擬定的路線平縱面指標(biāo)，結(jié)合沿線互通立交、服務(wù)區(qū)、主線收費(fèi)站、橋涵結(jié)構(gòu)物以及平交口等布設(shè)情況，進(jìn)行安全設(shè)施總體方案設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目交通安全設(shè)施初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)均通過了第三方安全性評(píng)價(jià)。

另外，由于本項(xiàng)目設(shè)計(jì)為一級(jí)公路，全線平面交叉多，在未設(shè)置信號(hào)燈控制的平面交叉口中央分隔帶端部設(shè)置警示黃閃燈，提示主線車輛注意被交道路可能有車輛駛?cè)?，并在未設(shè)置信號(hào)燈控制的平面交叉口兩側(cè)的主線土路肩上設(shè)置道口標(biāo)柱，一般道口每側(cè)各設(shè)2個(gè)，每根間距2m。同時(shí)，還在平面交叉口前方設(shè)置突起型振動(dòng)標(biāo)線和前方路口減速慢行標(biāo)志牌，提醒駕駛員減速慢行。

2.3 生態(tài)環(huán)保設(shè)計(jì)

項(xiàng)目前期委托專業(yè)機(jī)構(gòu)編制了《環(huán)評(píng)影響報(bào)告》《黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)影響專題報(bào)告》《生態(tài)環(huán)境影響專題評(píng)價(jià)報(bào)告》和《水土保持方案報(bào)告》等，設(shè)計(jì)完全遵循評(píng)價(jià)報(bào)告及其批復(fù)結(jié)論。

為防范危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸事故帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，本工程對(duì)跨越黃河特大橋設(shè)置橋面徑流收集系統(tǒng)，并在橋頭兩端分別設(shè)置收集池，通過徑流收集管道將橋面徑流引入收集池（見圖3）。通過橋面徑流收集管道和收集池可在降雨期間收集污染物濃度較高的初期雨水，而且一旦在黃河特大橋發(fā)生運(yùn)輸事故，也可收集泄漏的危險(xiǎn)品，避免危險(xiǎn)品直接排入黃河，造成污染。

工程推薦線位經(jīng)過擬劃定的飲用水源二級(jí)保護(hù)區(qū)，對(duì)該水源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)實(shí)施禁止排放污水等措施，并禁止設(shè)置施工營地、拌和站、取土場(chǎng)、棄渣場(chǎng)等臨時(shí)工程用地，避免對(duì)水源保護(hù)區(qū)造成污染。

本項(xiàng)目路面上、中面層采用了環(huán)保型改性瀝青混凝土，不僅減少高溫永久形變，還提高其抗車轍、抗疲勞、抗老化及抵抗低溫開裂性能。此外，環(huán)保型改性瀝青混凝土可降低20℃～30℃的瀝青混合料拌和溫度，大大降低了能耗。

房建工程根據(jù)需求，對(duì)建筑單體平面功能、面積和場(chǎng)區(qū)進(jìn)行合理的布局設(shè)計(jì)。在綠色節(jié)能方面，建筑墻體采用自保溫加氣塊材料，外窗玻璃采用中空玻璃，服務(wù)區(qū)采用中水回用系統(tǒng)，可用于綠化灌溉、沖廁和洗車等。收費(fèi)站采用污水處理系統(tǒng)。

2.4 工程美學(xué)

河南文化積累深厚，為華夏文明之根源。中原文化重“和”，講究兼容并包，反映到橋梁景觀設(shè)計(jì)中便是橋梁景觀與大地或城市景觀尺度的和諧的研究，即橋梁景觀的地形、地貌的匹配，橋梁景觀對(duì)文化環(huán)境的尊重與共生及橋梁建設(shè)對(duì)建設(shè)地點(diǎn)的自然原生景觀的保護(hù)等。

橋梁景觀如何表達(dá)河南豐富的文化內(nèi)涵是設(shè)計(jì)思考的重點(diǎn)。官渡黃河特大橋設(shè)計(jì)時(shí)以尊重自然、因地制宜的思路為前提，強(qiáng)調(diào)人與自然的和諧相處，采用多聯(lián)長(zhǎng)跨連續(xù)箱梁橋，造型簡(jiǎn)約、大方，長(zhǎng)聯(lián)凸顯氣勢(shì)雄偉，同黃河協(xié)調(diào)統(tǒng)一、相得益彰。工程航拍見圖4。

本項(xiàng)目景觀設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想為四季常綠、三季有花、層次分明和季相突出。以當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有或者適宜種植的苗木做基調(diào)樹種，適當(dāng)選用珍貴植物作為點(diǎn)綴，使季相更加突出，提升品質(zhì)與視覺效果。同時(shí)沿蒸發(fā)池周邊種植水生植物，使綠化景觀層次更加豐富。力爭(zhēng)做到一站一景，一園一貌。

2.5 人性化設(shè)計(jì)

為保障沿線居民正常耕作及出行，項(xiàng)目根據(jù)涵洞、通道、橋梁等構(gòu)造物及平交口的布置情況，在不破壞原有路網(wǎng)及排灌系統(tǒng)的情況下，對(duì)部分被交道路和溝渠，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了適當(dāng)改移，從而使原有的道路和溝渠得到充分的使用。外業(yè)中認(rèn)真調(diào)查落實(shí)交叉及排水設(shè)施的位置與數(shù)量，記錄道路的使用情況、寬度、路面情況等信息，并征求沿線地方和群眾的意見。設(shè)計(jì)中堅(jiān)持“以人為本”的理念，盡可能做到方便沿線群眾正常的生產(chǎn)、生活及交往需要。

服務(wù)區(qū)建筑外觀結(jié)合當(dāng)?shù)匚幕厣瑘?chǎng)區(qū)設(shè)置美觀、有特色的植物，打造飄香公廁，立體解決公廁問題。同時(shí)設(shè)置超市、餐廳、加油站、住宿等基建設(shè)施方便來往車輛。此外，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工區(qū)和服務(wù)區(qū)一體化管理，加快環(huán)境建設(shè)，拓展服務(wù)功能，增設(shè)羽毛球場(chǎng)、籃球場(chǎng)等運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所和健身設(shè)施豐富管理人員業(yè)余生活，并建設(shè)公共信息平臺(tái)，安裝電子顯示屏和監(jiān)控設(shè)備，營造優(yōu)美、便利、舒適的服務(wù)環(huán)境。

2.6 設(shè)計(jì)服務(wù)水平

設(shè)計(jì)單位積極配合上級(jí)行政部門進(jìn)行對(duì)初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)文件的審查，并根據(jù)審查意見完善設(shè)計(jì)。施工圖設(shè)計(jì)完成后，及時(shí)派項(xiàng)目組主要設(shè)計(jì)人員向施工單位進(jìn)行技術(shù)交底。工程開工后，設(shè)計(jì)單位組成由主要設(shè)計(jì)人員參加的設(shè)計(jì)代表組，做好施工期間重大設(shè)計(jì)方案論證、質(zhì)量控制，并定期安排項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人和主要分項(xiàng)負(fù)責(zé)人赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)回訪，一方面督促檢查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)代表的工作，現(xiàn)場(chǎng)解決疑難技術(shù)問題;另一方面與建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位座談，征求對(duì)設(shè)計(jì)工作的意見，以指導(dǎo)后續(xù)服務(wù)工作，提高項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。

3 結(jié)語

工程設(shè)計(jì)是品質(zhì)工程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的重要考核內(nèi)容，國道107官渡黃河大橋項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)過程中積極響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，因地制宜地采取合適的工程措施，為本項(xiàng)目建設(shè)優(yōu)質(zhì)耐久、安全舒適、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、社會(huì)認(rèn)可的品質(zhì)工程提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

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作者簡(jiǎn)介：劉福順（1979-），高級(jí)工程師，研究方向：道路橋梁設(shè)計(jì)與研究;

申成岳（1985-），工學(xué)碩士，工程師，研究方向：橋梁結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)分析理論。