城市橋梁管線過橋方案探討

孫緒鋒，孫海波，孫志剛，張振鑠

（山東省交通規(guī)劃設(shè)計院有限公司，山東 濟南 250031）

引言

近幾年，我國城鎮(zhèn)發(fā)展日新月異，城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也得到了長足發(fā)展，作為與人們?nèi)粘９ぷ魃钕⑾⑾嚓P(guān)的市政管線建設(shè)也得到了大力發(fā)展。普通道路上市政管線建設(shè)一般采取直接埋地敷設(shè)或建設(shè)綜合管廊，而當(dāng)管線不可避免遇到需要跨越河道、溝渠時由于各方面條件限制，必須采取特殊的處理措施。

1 市政管線過河常見處理方式

常見市政管線種類：雨水、污水、中水、給水、燃氣、熱力、電力、電信等。由于雨水管道遇河道即接入河道，不存在過河的問題，其余管線均有可能遇到過河問題。由于各管線的特點不同，各處理方式適用的管線也不盡相同。

1.1 明挖直埋過河方式

適用于河道寬度不寬，河水深度較淺，明挖直埋開挖施工難度不大的情況。各種管線均適用于直埋方式，在過河時應(yīng)進行防沖刷加固處理，一般采用混凝土對管線進行包封。為減小下游埋深，管線過河時可采取倒虹吸形式，倒虹吸設(shè)置時需滿足一定的流速要求，防止淤積，否則需設(shè)置沖洗裝置。當(dāng)河道過深時，壓力管線在最低點處壓力過大，易爆管，一般采取其他方式過河。

1.2 單獨架設(shè)管線橋方式

適用于按《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（CJJ 11-2011）不允許設(shè)置在橋梁上的管線、不適合直埋過河管線及因管徑過大無法在現(xiàn)有橋梁上通過的管線，單獨架設(shè)管線橋時有利于管線的施工，檢修維護較方便。缺點是造價高，對景觀有影響。

1.3 管線敷設(shè)在橋梁上通過

管線隨橋一起通過又分在人行道板下穿過、橋梁外側(cè)架設(shè)支架通過、蓋梁上架設(shè)管線通過等多種方案，在確定采用哪種方式過橋時要綜合考慮管道的性質(zhì)與管徑，橋梁結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟因素及管道的施工維護難易程度。新建橋梁在設(shè)計時如充分考慮了管線的荷載因素，則管線所放位置較靈活，可以與橋梁結(jié)構(gòu)整體考慮，對橋梁美觀影響也能降低。在條件允許的情況下，管線隨橋過河是最簡單經(jīng)濟的方式。

2 淄博經(jīng)濟開發(fā)區(qū)中潤大道跨孝婦河大橋熱力管線過橋方案

2.1 工程概況及熱力管線概況

淄博經(jīng)濟開發(fā)區(qū)中潤大道跨孝婦河大橋橋梁跨徑組合為12 m×20 m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板，橋墩、橋臺采用柱式墩，樁基礎(chǔ)。橋梁全長247.04 m，橋梁全寬23 m。

需過河的熱力管線是為淄博經(jīng)濟開發(fā)區(qū)提供主要熱源的熱力主管道，需敷設(shè)供回水管道，管道管徑為DN700，管徑較大。根據(jù)現(xiàn)場勘察情況，擬建中潤大道孝婦河大橋南北兩側(cè)河道內(nèi)多處挖沙深坑導(dǎo)致地質(zhì)條件極差，無法采用大開挖方式直埋敷設(shè)熱力管道穿越孝婦河。

2.2 熱力管線過橋方案的確定

《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（CJJ 11-2011）中對市政管線在橋上的設(shè)置做了相應(yīng)的規(guī)定：不得在橋上敷設(shè)污水管、壓力大于0.4 MPa的燃氣管和其他可燃、有毒或腐蝕性的液、氣體管。條件許可時，在橋上敷設(shè)的電信電纜、熱力管、給水管、電壓不高于10 kV的配電電纜、壓力不大于0.4 MPa的燃氣管必須采取有效地安全防護措施；口徑較大的管道不宜在橋梁立面上外露；不宜設(shè)置在機動車道下；妥善安排各類管線，要求在敷設(shè)、養(yǎng)護、檢修時不得損壞橋梁。剛性管道宜與橋梁上部結(jié)構(gòu)分離；電力電纜與燃氣管道不得布置在同一側(cè)；各項設(shè)施和管線，不得侵入橋面凈空限界和橋下通航凈空。

《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB 50289-2016）有關(guān)條款規(guī)定工程管線跨越河流時，宜采用管道橋或利用交通橋梁進行架設(shè)；工程管線利用橋梁跨越河流時，其規(guī)劃設(shè)計應(yīng)與橋梁設(shè)計相結(jié)合。通過分析各相關(guān)市政規(guī)范，該項目熱力管線過河可以采用管道橋或利用橋梁跨越河流。

（1）方案一：在中潤大道大橋一側(cè)單獨架設(shè)管線桁架橋

在擬新建的中潤大道孝婦河大橋橋南側(cè)架設(shè)2.7 m寬的桁架，敷設(shè)供回水管道，管道管徑為DN700，見圖1。這種方案將管線與橋梁主體徹底分開，將熱力管道放置其上，避免了熱力管道與橋梁的干擾，管道設(shè)置的空間更加富余，施工難度不大，方便后期維護，更換管道也有很大的操作空間，對管線設(shè)置非常有利。但是這種方案的突出缺點就是造價高昂，本項目如果要在如此規(guī)模的深溝上另建一座綜合管橋，經(jīng)過估算桁架橋建安費約600萬元，需要采用性價比更高的方案。

圖1 管線桁架橋方案

（2）方案二:在大橋人行道下敷設(shè)熱水管道

在擬新建的中潤大道孝婦河大橋兩人行道下面各敷設(shè)4根DN500熱水管道（供回水DN700主管道在橋頭變?yōu)?根DN500管道，以降低人行道高度）。人行道蓋板可以掀起，保護管道免受日曬雨淋，需要檢修時揭開蓋板即可。此方案無須架設(shè)專門的管橋，無論從經(jīng)濟性和操作性上都是最優(yōu)。確定管線過橋斷面時應(yīng)充分考慮管道的保溫層厚度，操作空間等要求，管線過橋斷面見圖2。

圖2 熱力管道布置斷面

根據(jù)計算4根熱水管道分布在橋梁上的線性載荷為1.2 t/m，供熱管道正常的水流對橋梁沒有影響。為保證施工方便及運營安全，采取的措施：在橋梁上不設(shè)閥門，直線布置，并且不設(shè)彎頭，管道支座均采用滑動支座，以減小萬一出現(xiàn)水錘情況時對橋梁的沖擊力。熱水管道存在熱脹冷縮，以橋中心為駐點向兩邊延長，與橋梁只存在管道自重引起的滑動摩擦力。熱水管道供水溫度為100℃，回水溫度為40℃，壓力0.7 MPa。每根每米垂直荷載為1 764 N/m。無安全隱患。由于人行道敷設(shè)熱力管道后，人行道突出橋面較高，為不影響橋面景觀，采用在最外側(cè)設(shè)置花箱方案，即保證了安全，又增加了橋面景觀。

方案一需要架設(shè)一座專門的管線橋，投資大，對河道整體景觀有加大影響；方案二無須架設(shè)專門的管橋，充分利用了人行道下空間，對河道整體景觀無影響，投資小、施工簡單、易于檢修養(yǎng)護，因此項目最終選擇了方案二進行管線過橋。本橋已經(jīng)建成通車，運營效果達到了預(yù)期的要求。實際效果見圖3。

圖3 人行道熱力管道布置效果

3 結(jié)語

通過對市政工程中管線過河的常見處理方式介紹，涵蓋了城市中管線過河的一些常用做法，結(jié)合實際工程中管道過橋方案的分析比選，闡明了針對項目的實際情況需要綜合考慮造價、結(jié)構(gòu)受力、施工難易、維修養(yǎng)護困難等因素，才能設(shè)計出最適合項目的管線過橋方式的設(shè)計理念。