湖南省最長橋梁-沅水特大橋引橋方案設計

蘇 雨

（北京建達道橋咨詢有限公司，北京 100015）

湖南省最長橋梁-沅水特大橋引橋方案設計

蘇 雨

（北京建達道橋咨詢有限公司，北京 100015）

文章闡述了二連浩特至廣州國家高速公路（湖南省澧縣至常德段）上的沅水特大橋設置原因、橋型方案選擇及其設計要點。

湖南省；最長橋；引橋；設計

隨著我國經濟的大發展，大規模的基礎設施建設正如火如荼的展開。當然，公路橋梁建設也發展迅速，較大、較長的橋梁隨處可見。這里介紹的是目前湖南省內最長的橋梁——沅水特大橋，該橋全長為15.888 km，主橋為75 m＋5×130 m＋75 m連續梁-剛構組合梁橋。引橋以30 m跨T型梁為主，輔助以25 m跨T型梁及跨公路、溝渠的現澆箱梁。本橋之所以堪稱湖南省最長橋梁，主要歸功于其引橋長度，所以引橋的橋型、橋跨的合理選擇，是本橋設計的命脈所在。

1 工程概況

本橋屬于二連浩特至廣州國家高速公路（湖南省澧縣至常德段）上的一座特大橋。該高速公路是國家高速公路網中的第六縱線，湖南省澧縣至常德段是湖南省“五縱七橫”高速公路主骨架建設方案的第四縱。沅水特大橋位于常德市以東的西洞庭湖平原，跨越沅澧大圈和沅南大圈。主橋所跨沅水為湖南省四水（湘、資、沅、澧）之一，且為湖南省干線航道網中的一條。本設計合同段路線初步設計階段全長為26.96 km，施工圖階段為26.825 km，沅水特大橋全長約占路線總長的60%。根據橋梁長度及工程造價，將沅水特大橋按施工合同段劃分為5個特大橋，分別為沅水特大橋1～5號橋，橋長分別為3697.5m、3515m、3182m、2 770 m和2 723.5 m。

橋位處地勢平坦，沿線均為農田，密布魚塘、珍珠養殖塘、溝渠等。地質情況如下：主橋處地面以下依次為粉砂、黏土、圓礫和泥巖。引橋地面以下依次為灰褐色填筑土、淤泥質黏土、灰褐色亞黏土、黃褐色亞黏土、灰褐色細砂、雜色卵石、灰褐色圓礫。

2 沅水特大橋高架橋方案的確定

本項目是在洞庭湖平原重點垸里布線。按常規設計，除跨河、跨地方道路及行洪需要設置必要的橋梁、涵洞、通道外，其余段落均應考慮做路基，但從各方面綜合考慮，該路段設計卻以高架橋方案作為推薦方案。原因見高架橋方案與高路堤方案比較，見表1、表2。

經初步測算，高架橋方案比高路堤方案多5.148億投資，該部分投資占該段總投資的17.23%左右。但從盡量節省基本農田、保護洞庭湖平原生態環境、保障湖區的防洪抗澇、方便兩側人車通行以及保持高速公路與柳葉湖景區的一致性等因素綜合考慮，將高架橋方案作為推薦方案。

3 橋型、橋跨的確定

表1 高路堤與高架橋主要工程數量比較表

表2 高路堤與高架橋方案比較表

本項目橋梁工程橋址地區地質條件較差，地層變化明顯，廣泛分布軟土地基，因此做好橋型、橋跨的比選工作，盡量減少基礎工程數量，對于降低工程造價具有決定性意義。

表3 幾種橋型、跨徑技術經濟比較表

在以上結構比選中，空心板橋型從造價方面考慮不占優勢，同時考慮目前空心板結構在使用階段出現的橋面開裂及支座托空等常見病害，對于如此長度的橋梁來講也不適合；現澆箱梁考慮施工進度慢、造價高也不宜大量采用，因此在剩余兩種橋型中，采用較經濟的組合箱梁應該作為該項目的推薦方案。在跨徑選擇方面，30 m跨徑比25 m跨造價增加不大，35 m跨徑相對造價增加較大，再從整座橋配置橋墩數量等綜合考慮，30 m跨徑應該是最佳選擇。以上比選中未考慮40 m跨及以上跨徑，一是40 m跨徑建筑高度較高，不利于控制橋下的道路凈空，二是考慮填土高度平均在10 m左右，較大跨徑與墩高不成比例。

由以上比選，30 m跨組合箱梁應作為本項目的推薦方案。但湖南省東常高速公路建設開發有限公司考慮當地情況，根據當地施工技術經驗，下發了《關于常德沅水特大橋南北引橋上部構造采用方案的意見》的意見：高架橋由原方案上部結構采用預制組合箱梁，在本階段均改為吊裝重量較輕、當地可利用的模板較多、施工技術成熟、施工經驗豐富、容易保證施工質量和施工安全、能有效控制工期、便于管理的預制T型梁。因此最終30 m跨T型梁成為了本項目的推薦方案。

由此可見，工程造價在橋型方案的選擇上起到舉足輕重的作用，但當地的建設施工經驗及習慣也是影響橋型方案的重要因素。

4 沅水特大橋設計要點及重點

本橋的最大特點是橋長，因此如此之大規模的橋梁對于設計來講，首先要考慮的是如何方便施工，設計時考慮工程質量和工程安全的同時，把能有效控制工期、便于管理作為設計的重點。下面就設計要點及重點介紹如下：

4.1 橋跨布置

本橋在跨越馬家吉河（孔徑布置為40 m+60 m+40 m）、跨越沅水大堤引橋（南岸40 m＋2×60 m＋40 m，北岸35 m＋2×60 m＋35m）及主橋（75 m＋5×130 m＋75 m）的孔徑布置經各部門及專家論證后已確定，不宜更改。同時由于蘆荻山互通位于本特大橋中間，布跨就分別以馬家吉河及沅水處為中心向兩邊推進，最終碎跨在蘆荻山互通變寬段進行調整。橋梁布孔盡可能地采用預制結構，且應做到跨徑角度盡可能正交，預制梁長盡可能地相等，這樣可極大地方便施工。本著這個原則，預制梁在墩頂的現澆段采用了變寬的處理方式以確保預制梁長相等（由于路線半徑普遍較大，此點比較容易實現）。在跨路、跨渠處首先采用25m跨徑與30 m跨徑預制梁配以獨柱墩來調整布跨，如果以上兩種跨徑難以滿足跨越要求，則考慮采用現澆箱梁配以獨柱墩或雙柱墩來調整跨徑。

4.2 結構設計

（1）預制T梁：上部預制T梁跨徑主要以30 m為主，按橫斷面布置寬度分為3種形式，一是標準雙幅斷面，單幅橋寬13.5 m，二是中央分隔帶開口處，采用全寬斷面28 m，三是蘆荻山互通主線處，單幅橋寬17.5 m。25 m跨的T梁有兩種形式，一是標準雙幅斷面，單幅橋寬13.5 m，二是僅作為邊跨與30 mT梁形成連續結構，梁高與標準30 m梁高相同為2 m。具體T梁類型見表4。

（2）等截面現澆箱梁：上部現澆箱梁設計時采用多種跨徑，且蘆荻山互通主線現澆箱梁為變寬，標準跨徑標準寬度的幾種現澆箱梁尺寸見表5。

（3）變截面現澆箱梁：設計中采用變截面箱梁的全部類型見表6。

（4）其他設計需注意的地方：①本橋由于距離市區較近，設計要考慮地方道路的長遠發展，留足凈空，做到以人為本。②由于橋長且大，設計首先要考慮方便施工。上部結構設計對施工的考慮前文已做說明。下部結構設計，橋墩主要以直徑140 cm柱式墩為主，基礎以直徑150 cm的樁基礎為主。只有特殊情況（如跨越需要）才采用不同尺寸的墩樁形式，因此下部設計基本做到尺寸統一。③橋梁分聯也是本橋設計時考慮的關鍵因素之一。分聯太長從結構安全、耐久性及橋墩受力等方面均不利；太短則需要設置過多的伸縮縫，影響行車的舒適性，而且也不經濟。本橋在設計時，在滿足伸縮縫變形量及橋墩受力的基礎上，盡量采取了較長的聯長。④施工標段的劃分在橋梁的分聯處，方便兩個標段進行施工組織安排。⑤對于大長橋要在橋上設置中央分隔帶開口，中央分隔帶開口間距要滿足規范要求。

表4 預制T梁類型列表

表5 標準現澆箱梁類型列表

表6 變截面現澆箱梁類型列表

5 結束語

通過本項目的設計認識到橋型方案的確定是橋梁設計的重中之重，因此橋型方案的比選及論證必須做到詳細且全面。再者設計時要重視橋梁孔跨布置，因為如此之長大橋梁牽一發而動全身。最后對于長大常規橋梁要把方便施工組織安排作為設計的重點。

[1]中交公路規劃設計院.JTG D60-2004公路橋涵設計通用規范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]中交公路規劃設計院.JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3]北京建達道橋咨詢有限公司.《二連浩特至廣州國家高速公路（湖南省澧縣至常德段）公路初步設計》2008年6月.

[4]北京建達道橋咨詢有限公司.《二連浩特至廣州國家高速公路（湖南省澧縣至常德段）公路施工圖設計》2008年12月.

The Approaching Bridge Plan Design of the Longest Bridge in Hunan Province-Yuanshui Bridge

Su Yu

The article describes the settingreasons,bridge type plan selection and design features ofYuanshui Bridge on the national highwayfrom Erlianhaote toGuangzhou(Li CountytoChangde section in Hunan Province).

Hunan Province;the longest bridge;approachingbridge;design

U442.5

A

1000-8136(2011)05-0070-03

蘇雨，男，1977年10月出生，河北唐山人，2001年畢業于北京工業大學交通土建工程專業，工程師。