吳隆延長(zhǎng)線高速公路跨右江特大橋方案研究

張桂學(xué) 李蒙蒙

作者簡(jiǎn)介：張桂學(xué)（1993—），工程師，主要從事公路工程設(shè)計(jì)、工程咨詢工作。

文章針對(duì)吳隆延長(zhǎng)線高速公路跨右江特大橋橋位橋型方案進(jìn)行研究，通過(guò)收集資料和實(shí)地調(diào)查，對(duì)跨右江的C、D兩個(gè)橋位方案進(jìn)行比選，從橋梁路線長(zhǎng)度、橋梁規(guī)模、占地、工程投資等指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，推薦采用C橋位一跨過(guò)江，減小對(duì)通航的影響。通過(guò)拱橋、斜拉橋和連續(xù)剛構(gòu)三個(gè)橋型方案對(duì)比，推薦主橋采用鋼管系桿拱橋，施工工藝成熟，且對(duì)橋下河流通航安全有保障，可廣泛應(yīng)用于類似工程特點(diǎn)的高速公路與通航河流交叉的工程實(shí)際中。比選過(guò)程及論證結(jié)論可供類似工程項(xiàng)目參考借鑒。

高速公路；右江；交叉；鋼管系桿拱橋

U442.5+4A501773

0?引言

吳隆延長(zhǎng)線高速公路是《廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃（2018—2030年）》中南寧南過(guò)境線的組成部分，也是南寧市第二條環(huán)城高速公路的一部分。項(xiàng)目的建設(shè)將進(jìn)一步增強(qiáng)南寧區(qū)域中心城市的經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)作用，分流現(xiàn)狀南寧繞城高速的過(guò)境交通量，加快構(gòu)建“南向、北聯(lián)、東融、西合”的全方位開放發(fā)展格局。

項(xiàng)目起點(diǎn)設(shè)在西鄉(xiāng)塘區(qū)壇洛鎮(zhèn)廣安村附近，終點(diǎn)位于隆安縣丁當(dāng)鎮(zhèn)舊咘嚕村附近。根據(jù)《廣西高速公路網(wǎng)規(guī)劃（2018—2030年）》以及項(xiàng)目起終點(diǎn)的限制，路線需要新建橋梁跨右江。本文分析了跨越右江橋位橋型條件，并分別擬定了方案進(jìn)行對(duì)比分析，比選過(guò)程及論證結(jié)論可供類似工程項(xiàng)目參考借鑒。

1?擬建高速公路概況

1.1?技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)該項(xiàng)目公路的功能性質(zhì)、路網(wǎng)規(guī)劃、沿線地形、地質(zhì)條件、交通量預(yù)測(cè)結(jié)果、通行能力分析和服務(wù)水平評(píng)價(jià)結(jié)果，并充分考慮項(xiàng)目所在地區(qū)的綜合運(yùn)輸體系和遠(yuǎn)期發(fā)展等，確定該項(xiàng)目的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道高速公路，設(shè)計(jì)速度為120 km/h，路基寬28 m［1-2］。

1.2?項(xiàng)目概況

擬建項(xiàng)目位于南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)和隆安縣境內(nèi)，路線總體走向?yàn)樽晕髂舷驏|北。項(xiàng)目主線起于西鄉(xiāng)塘區(qū)壇洛鎮(zhèn)廣安村附近，通過(guò)預(yù)留的壇洛西樞紐互通與南寧南過(guò)境線（吳圩機(jī)場(chǎng)至隆安段）（在建）高速公路順接，與G80廣昆高速公路（南寧至百色段）交叉，路線在上正村附近新建橋梁跨右江，終點(diǎn)位于隆安縣丁當(dāng)鎮(zhèn)舊咘嚕村，附近設(shè)T型樞紐互通，與天峨（黔桂界）至北海高速公路（平果至南寧段）交叉［3］。

2?項(xiàng)目跨右江路線方案設(shè)計(jì)

2.1?項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)右江概況

根據(jù)廣西壯族自治區(qū)人民政府文件《廣西壯族自治區(qū)交通運(yùn)輸廳關(guān)于印發(fā)廣西內(nèi)河航道通航標(biāo)準(zhǔn)和橋梁通航凈高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)意見的通知》（桂交水運(yùn)函〔2020〕249號(hào)），右江百色澄碧河口—宋村三江口航道現(xiàn)狀等級(jí)為Ⅲ級(jí)，規(guī)劃等級(jí)為Ⅱ級(jí)。

2.2?跨右江橋位方案概況

項(xiàng)目路線方案擬定時(shí)，主要考慮了與現(xiàn)狀及規(guī)劃公路的銜接情況、基本農(nóng)田、沿線重要城鎮(zhèn)規(guī)劃及口岸規(guī)劃、環(huán)境敏感點(diǎn)、地形、地質(zhì)、水文、資金條件等主要控制因素，擬定C、D兩個(gè)橋位方案進(jìn)行比較。

C方案橋位位于上正村附近，在項(xiàng)目范圍中右江寬度最窄處（江面凈寬為220 m），D方案橋位位于C方案橋位下游大約1 km處（江面凈寬為370 m）。

3?橋位比選

對(duì)前文提出的兩個(gè)橋位方案，主要從建設(shè)里程、運(yùn)營(yíng)里程、橋梁長(zhǎng)度、工程量和投資、占用土地（基本農(nóng)田）等多方面分路段詳細(xì)比選。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見表1。

經(jīng)綜合上述各方案優(yōu)缺點(diǎn)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素比較，雖然C方案橋位與航道不垂直，但是一跨過(guò)江，減小對(duì)通航的影響，另外C方案橋梁短，路線建設(shè)里程短，占用永久基本農(nóng)田少，投資省，因此，推薦采用C方案橋位。

4?橋型比選

4.1?橋型方案選擇原則

（1）根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2014）以及《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2015）要求，該項(xiàng)目特大橋設(shè)計(jì)洪水頻率采用1/300，橋下凈空應(yīng)根據(jù)計(jì)算水位（設(shè)計(jì)水位計(jì)入壅水、浪高等）加安全高度確定。

（2）根據(jù)廣西壯族自治區(qū)人民政府文件《廣西壯族自治區(qū)交通運(yùn)輸廳關(guān)于印發(fā)廣西內(nèi)河航道通航標(biāo)準(zhǔn)和橋梁通航凈高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)意見的通知》（桂交水運(yùn)函〔2020〕249號(hào)），右江百色澄碧河口—宋村三江口航道現(xiàn)狀等級(jí)為Ⅲ級(jí)，規(guī)劃等級(jí)為Ⅱ級(jí)，橋位處通航水位為85.03 m。

4.2?橋型方案總體構(gòu)思

橋梁設(shè)計(jì)高程主要受起點(diǎn)高程、設(shè)計(jì)水位、通航尺度、橋型結(jié)構(gòu)要求等因素的控制；孔徑布置主要受河岸地形的影響。最高通航水位屬于設(shè)計(jì)控制水位，主橋應(yīng)滿足河流通航要求并方便以后航道維護(hù)。根據(jù)橋梁所屬環(huán)境、接線情況以及通航水位等因素綜合考慮，橋梁主跨約為270 m。該跨江大橋有很多橋型可供選擇，在經(jīng)濟(jì)、景觀、施工可行、創(chuàng)新等方面作了初步比較后，決定對(duì)鋼管混凝土拱橋、獨(dú)塔鋼-混組合梁斜拉橋和連續(xù)剛構(gòu)橋三種橋型作進(jìn)一步對(duì)比。具體方案如下：

4.2.1?方案一：鋼管混凝土拱橋（圖2）

本方案采用鋼管混凝土拱橋，橋型簡(jiǎn)潔優(yōu)美，主梁、拱肋、吊桿的組合猶如一把豎琴橫放于江面上，美觀流暢。主橋采用鋼管系桿拱橋，橋面寬36 m，主橋長(zhǎng)270 m；西岸引橋?yàn)?×20 m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，東岸引橋?yàn)?×20 m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，引橋總長(zhǎng)為120 m；橋梁全長(zhǎng)為398 m。

主橋橋面布置為：4.0 m（檢修及系桿區(qū)）+0.5 m（護(hù)欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護(hù)欄）+1.0 m（中央分隔帶）+0.5 m（護(hù)欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護(hù)欄）+4.0 m（檢修及系桿區(qū)）=36.0 m。

4.2.2?方案二：獨(dú)塔鋼-混組合梁斜拉橋（圖3）

本方案采用獨(dú)塔雙索面混合梁斜拉橋，橋塔比肩挺立，配上柔性拉索，剛?cè)岵?jì)，造型優(yōu)美。主橋采用250+140 m獨(dú)塔雙索面鋼-混組合梁斜拉橋，橋面寬31 m，主橋長(zhǎng)390 m；無(wú)引橋；橋梁全長(zhǎng)為398 m。

主橋橋面布置為：1.5 m（斜拉索區(qū)）+0.5 m（護(hù)欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護(hù)欄）+1.0 m（中央分隔帶）+0.5 m（護(hù)欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護(hù)欄）+1.5 m（斜拉索區(qū)）=31.0 m。

4.2.3?方案三：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋（圖4）

本方案采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，綜合考慮兩岸地形、接線情況及通航凈寬、凈高等因素，采用大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，橋型常規(guī)，施工工藝成熟。主橋采用（140+250+140）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，橋面寬度為28.0 m，主橋長(zhǎng)為530 m；西岸無(wú)引橋，東岸引橋?yàn)?1×20 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)小箱梁，引橋橋面寬28.0 m，長(zhǎng)620 m；橋梁全長(zhǎng)為1 160 m。

橋面布置為：0.5 m（護(hù)欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護(hù)欄）+1.0 m（中央分隔帶）+0.5 m（護(hù)欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護(hù)欄）=28.0 m。

4.2.4?橋型方案比選

根據(jù)上述三個(gè)備選橋型方案的工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在滿足該項(xiàng)目功能要求、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)各橋型方案從以下幾個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)對(duì)比分析：

（1）各方案在相同安全性的條件下進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析。

（2）施工的適應(yīng)性與施工的難易程度。

（3）橋型結(jié)構(gòu)整體的景觀效果以及與周圍環(huán)境的和諧度。

（4）橋型實(shí)施成功率、行車舒適度及后期維護(hù)難易程度。

（5）工程造價(jià)。

比選結(jié)果如下：

4.2.4.1?橋型方案一

優(yōu)點(diǎn)：造型輕巧美觀，曲線柔美、彈性、流暢，與河床形狀及兩岸地形環(huán)境協(xié)調(diào)；該橋型主橋沒(méi)有邊跨，能更好地利用橋位兩岸地形，降低了主橋的工程量，節(jié)約投資；施工工藝、技術(shù)成熟。

缺點(diǎn)：施工周期較長(zhǎng)；鋼管拱肋、吊桿需要定期維護(hù)或更換，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高。

4.2.4.2?橋型方案二

優(yōu)點(diǎn)：橋梁外形挺拔優(yōu)美、剛?cè)岵?jì)、時(shí)代感強(qiáng)；施工工藝、技術(shù)成熟。

缺點(diǎn)：運(yùn)營(yíng)后養(yǎng)護(hù)相對(duì)復(fù)雜，需定期更換斜拉索，鋼梁需要定期維護(hù)，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高；施工周期相對(duì)較長(zhǎng)，工程造價(jià)高。

4.2.4.3?橋型方案三

優(yōu)點(diǎn)：上、下構(gòu)施工工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟，施工速度快；橋面連續(xù)，成橋整體性能好，行車條件好。

缺點(diǎn)：橋梁主跨達(dá)250 m，后期主梁下?lián)虾土芽p問(wèn)題相對(duì)嚴(yán)重，存在較大的安全隱患；需對(duì)橋型開展安全評(píng)估；橋梁西岸邊跨涉及較大方量的開挖，施工較為困難，土地平整費(fèi)用較高。

通過(guò)對(duì)以上三種橋型方案的施工工藝、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合研究后得出：鋼管混凝土拱橋方案橋梁施工技術(shù)成熟，橋型造型優(yōu)美，主橋不含邊跨，與河床形狀及兩岸地形環(huán)境最協(xié)調(diào)，既降低了主橋的工程量，節(jié)約投資，也能保證整體景觀效果協(xié)調(diào)美觀。因此，從橋梁的使用功能、環(huán)境協(xié)調(diào)、工程量及安全性等方面考慮，選擇鋼管混凝土拱橋?yàn)橥扑]方案。具體對(duì)比如表2所示。

5?結(jié)語(yǔ)

本文以南寧南過(guò)境線（吳圩機(jī)場(chǎng)至隆安延長(zhǎng)線段）跨右江特大橋方案設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，布設(shè)跨右江的C、D兩個(gè)橋位方案進(jìn)行了比選。經(jīng)充分比選和論證，推薦采用C方案橋位一跨過(guò)江，減小對(duì)通航的影響。通過(guò)拱橋、斜拉橋和連續(xù)剛構(gòu)三個(gè)橋型方案對(duì)比，推薦鋼管混凝土拱橋方案，即主橋采用鋼管系桿拱橋，橋面寬36 m，主橋長(zhǎng)270 m；西岸引橋?yàn)?×20 m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，東岸引橋?yàn)?×20 m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，引橋總長(zhǎng)為120 m；橋梁全長(zhǎng)為398 m。該方案施工工藝成熟，且對(duì)橋下河流通航安全有保障，可廣泛應(yīng)用于類似工程特點(diǎn)的高速公路與通航河流交叉的工程實(shí)踐中［4-5］。比選過(guò)程及論證結(jié)論可供類似工程項(xiàng)目參考借鑒。

參考文獻(xiàn)

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