海南三亞市海棠大道2標(biāo)段橋梁設(shè)計(jì)問(wèn)題的探討

熊振明

（武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，湖北武漢430015）

1 概述

海棠灣位于海南島南端、三亞市東部，距市區(qū)28 km。與亞龍灣、大東海、三亞灣、崖州灣并列三亞五大名灣，具有較好的旅游區(qū)位條件。根據(jù)海棠灣概念總體規(guī)劃、海南省省規(guī)委批復(fù)、三亞市城市總體規(guī)劃，以及中規(guī)院關(guān)于海棠灣定位的專(zhuān)題研究，海棠灣定位為：“國(guó)家海岸”，國(guó)際休閑度假區(qū)。

海棠大道2標(biāo)段上共有4座橋，其橋梁中心樁號(hào)分別為：K4+835，K6+340，K6+752 及 K7+660，橋梁總長(zhǎng)分別為147.04 m、267.04 m、247.04 m和187.04 m。橋梁跨越區(qū)段均為濕地軟基，由于在前階段已作出經(jīng)濟(jì)比較，即：該處以橋梁跨越的方式要比軟基處理且高填方方式更經(jīng)濟(jì)，而橋梁建筑通過(guò)適當(dāng)方式的表現(xiàn)可以增添景觀(guān)也可對(duì)濕地有效保護(hù)。在此背景下，對(duì)于橋型結(jié)構(gòu)方案和景觀(guān)方案，在經(jīng)過(guò)方案可行性研究階段和初步設(shè)計(jì)階段，最終敲定該橋梁施工圖設(shè)計(jì)為20 m跨預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋面連續(xù)方案。并要求每座橋緊密結(jié)合周?chē)h(huán)境作出景觀(guān)設(shè)計(jì)。

本文就以該工程為實(shí)例，對(duì)該標(biāo)段橋梁設(shè)計(jì)中值得注意的幾個(gè)問(wèn)題，就處理方法和思路，以及沿海地區(qū)橋梁設(shè)計(jì)的一些共性問(wèn)題進(jìn)行探討。

2 設(shè)計(jì)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級(jí)：城市主干道Ⅱ級(jí)。

（2）設(shè)計(jì)車(chē)速：V=40 km/h。

（3）橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100 a。

（4）橋梁設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0=1.1。

（5）設(shè)計(jì)荷載:公路——Ⅰ級(jí)。

（6）抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：地震動(dòng)峰值加速度0.05g，對(duì)應(yīng)基本烈度6度，按7度構(gòu)造措施設(shè)防。

（7）環(huán)境類(lèi)別：Ⅲ類(lèi)（海水環(huán)境）。環(huán)境作用等級(jí):D級(jí)。

（8）橋面寬度：采用雙幅橋斷面布置，全幅橋?qū)挘?6 m，半幅橋橫斷面布置為：0.5 m（花槽）+4 m(人行道)+2.5 m(綠化帶)+8 m(機(jī)動(dòng)車(chē)道)+0.5 m(護(hù)欄)+0.5 m（花槽）=16 m，兩幅橋內(nèi)側(cè)綠化帶邊緣的凈距為4 m。

3 排水問(wèn)題的處理

在市政工程中，往往涉及到地面或地下的種種復(fù)雜的管道網(wǎng)絡(luò)，如給排水、通訊、電力、天然氣等管網(wǎng)，在有橋梁跨越時(shí)很多管道是架設(shè)在橋梁上，而在橋梁上一般將該管道設(shè)置在較為隱秘的人行道板之下（見(jiàn)圖1）。然而在橋梁本身的橫向排水大多數(shù)也是通過(guò)預(yù)埋PVC管在人行道板下，這樣與縱向的各個(gè)管道垂直交叉。于是就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問(wèn)題：?jiǎn)栴}1，縱向的管道容易把橫向的泄水管壓壞；問(wèn)題2，人行道的高度本身就受到一定的限制，如果交叉設(shè)置兩種管道，需要更加抬高人行道的高度，給行人上橋帶來(lái)不便，也影響美觀(guān)。

為解決這個(gè)問(wèn)題，該工程中將兩塊邊板設(shè)置在行車(chē)道與綠化帶交界處，在該邊板的翼緣處預(yù)埋PVC泄水管。在綠化帶和人行道側(cè)，將綠化帶每隔5 m斷開(kāi)，中間設(shè)計(jì)成一個(gè)排水槽，水槽底橫坡方向設(shè)計(jì)成與人行道同向，該水槽處對(duì)應(yīng)的人行道緣石高出人行道板頂部分也做成相應(yīng)寬度的水槽，這樣就可將人行道上的水導(dǎo)入以上邊板翼緣處預(yù)埋的泄水管中（見(jiàn)圖2）。綠化帶排水：在被隔開(kāi)的綠化帶中形成了一個(gè)個(gè)花壇的形式，再在綠化帶下的邊板翼緣處預(yù)埋相應(yīng)的泄水管，通過(guò)預(yù)埋的PVC管凸出現(xiàn)澆層頂?shù)母叨瓤梢钥刂凭G化帶中土的水位高度，當(dāng)然所有泄水管的收水口均應(yīng)采用相應(yīng)措施以防堵塞等。

圖1 橋上電氣管線(xiàn)及給水管布置示意圖（單位：mm）

圖2 橋梁上部標(biāo)準(zhǔn)橫斷面示意圖（單位：mm）

通過(guò)這種方法排水的優(yōu)點(diǎn)是：（1）泄水管設(shè)置在行車(chē)道邊上，可將行車(chē)道及人行道上的水及時(shí)排到橋下，較橫置在綠化帶和人行道下來(lái)說(shuō)，減小了泄水管長(zhǎng)度，同時(shí)隨著時(shí)間的推移減少了被堵塞的幾率。（2）通過(guò)設(shè)置兩塊邊板，對(duì)于單幅橋橫斷面來(lái)說(shuō)，可以減少一塊中板，這樣減輕了橋梁恒載，也減少了造價(jià)。

4 相鄰兩邊板的處理

在單幅橋橫向各空心板之間，受力是通過(guò)鉸接的方式傳遞，而在行車(chē)道與綠化帶之間的相鄰兩塊邊板之間是斷開(kāi)的，受力無(wú)法傳遞，故為使橋梁橫向整體性得到加強(qiáng)，該處需做適當(dāng)處理，也為今后隨著道路的發(fā)展，可能行車(chē)道需要擴(kuò)寬，將綠化帶去掉改成行車(chē)道而作的安全儲(chǔ)備。

可以采取以下兩種措施進(jìn)行加強(qiáng)：（1）在兩塊邊板的翼緣中各預(yù)留出20 cm作為濕接縫，共40 cm的濕接縫寬，中間配相應(yīng)的鋼筋。其濕接縫鋼筋布置如圖3所示。（2）在兩塊邊板之間腹板與翼緣處設(shè)置橫隔板，以加強(qiáng)其橫向剛性，橫隔板分別在梁端、跨中和1/4處設(shè)置，兩塊邊板間共設(shè)置5道橫隔板，橫隔板厚度為20 cm。鋼筋布置如圖4所示。

圖3 邊板之間濕接縫鋼筋布置示意圖（單位：mm）

圖4 邊板之間橫隔板鋼筋立面圖（單位：mm）

5 景觀(guān)設(shè)計(jì)

該工程4座橋可以分別結(jié)合周?chē)h(huán)境和規(guī)劃做到一橋一景。由于設(shè)計(jì)標(biāo)高距離地面標(biāo)高平均在5 m左右，均受橋下凈空低的限制，橋梁的景觀(guān)難以通過(guò)橋梁下部結(jié)構(gòu)來(lái)表現(xiàn)，且結(jié)合前期可研方案和初步設(shè)計(jì)方案階段綜合考慮，該橋不采用其它橋梁結(jié)構(gòu)形式（如拱橋、斜拉橋等結(jié)構(gòu)形式）來(lái)體現(xiàn)景觀(guān)，而是采用最經(jīng)濟(jì)且施工便捷的橋梁結(jié)構(gòu)再加上橋梁裝飾，以達(dá)到標(biāo)新立異的景觀(guān)效果。下面就4座橋景觀(guān)裝飾的最主要部分——欄桿裝飾的設(shè)計(jì)思路和理念分別作總結(jié)和分析：

一號(hào)橋：橋梁中心樁號(hào)為K4+835，該區(qū)域周邊規(guī)劃用地以公園、旅游度假、居住（二類(lèi)）為主。由于龍江塘周邊規(guī)劃設(shè)置國(guó)際會(huì)議中心、七星級(jí)酒店、國(guó)際組織駐地等，且一號(hào)橋附近正在興建龍海風(fēng)情小鎮(zhèn)，故該橋景觀(guān)以“傳統(tǒng)即國(guó)際”為設(shè)計(jì)理念，通過(guò)借鑒當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑符號(hào)形成橋梁景觀(guān)特色。人行道效果如圖5所示。

圖5 一號(hào)橋人行道效果圖

地域風(fēng)情欄桿望柱造型和以“景窗”為創(chuàng)意鋪裝圖案設(shè)計(jì)理念萃取于“龍海風(fēng)情小鎮(zhèn)”和“嶺南印象園”特色建筑景觀(guān)元素，結(jié)合綠化、亮化及燈光，營(yíng)造古樸清雅的橋梁景觀(guān)。

二號(hào)橋：橋梁中心樁號(hào)為K6+340，該區(qū)域周邊規(guī)劃用地以旅游度假、居住（一類(lèi)）、體育休閑社區(qū)為主。故該橋景觀(guān)以表現(xiàn)高爾夫運(yùn)動(dòng)元素為主，展現(xiàn)時(shí)尚休閑運(yùn)動(dòng)理念。人行道效果如圖6所示。

圖6 二號(hào)橋人行道效果圖

以高爾夫文化為主題，與周邊體育休閑用地性質(zhì)相匹配，通過(guò)欄桿造型、地面特色鋪裝，流線(xiàn)型花槽結(jié)合燈光的巧妙設(shè)置等景觀(guān)，展現(xiàn)時(shí)尚休閑運(yùn)動(dòng)理念。

三號(hào)橋：橋梁中心樁號(hào)為K6+752，該區(qū)域周邊規(guī)劃用地以公園、酒店、住宅（一類(lèi)）為主。由于該橋跨越指狀濕地水道，自然生態(tài)環(huán)境優(yōu)美，且酒店周邊設(shè)計(jì)具有獨(dú)特的景觀(guān)構(gòu)筑物，便于活躍環(huán)境氛圍，故該橋景觀(guān)以漁村為題材，反映海島漁民獨(dú)特的生活情趣。欄桿及側(cè)面效果如圖7所示。

圖7 三號(hào)橋欄桿及側(cè)面效果圖

以漁村為題材，通過(guò)欄桿造型、質(zhì)樸地面鋪裝，編織紋理種植箱、LED燈光帶等景觀(guān)，反映海島漁民獨(dú)特的生活情趣。

四號(hào)橋：橋梁中心樁號(hào)為K7+660，該區(qū)域周邊規(guī)劃用地以公園、旅游度假為主。由于該橋深入指狀濕地，跨越濕地水道，水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境親和力要求較高，故該橋景觀(guān)以水生動(dòng)植物為素材，體現(xiàn)趣味性和生態(tài)科技的魅力。人行道效果如圖8所示。

以海濱水生動(dòng)植物為素材，通過(guò)仿生欄桿造型、水紋地面鋪裝、夜景燈光效果等景觀(guān)，反映妙趣橫生的濕地特色生態(tài)環(huán)境。

6 耐久性設(shè)計(jì)

圖8 四號(hào)橋人行道效果圖

由于三亞所屬南海區(qū)域，海水中存在高濃度氯離子和大量硫酸根離子鎂離子，在海風(fēng)、鹽堿土和鹽堿水環(huán)境（下部結(jié)構(gòu)）等中也存在多種侵蝕因素，對(duì)鋼筋和混凝土造成嚴(yán)重腐蝕。這些腐蝕因素直接影響結(jié)構(gòu)的使用壽命，為保護(hù)橋梁的使用壽命，加強(qiáng)橋梁的抗鹽侵蝕能力，因此有必要加強(qiáng)對(duì)橋梁的防腐和耐久性設(shè)計(jì)。所采取的措施主要從以下幾個(gè)方面來(lái)探討。

6.1 提高混凝土標(biāo)號(hào)

采用高性能混凝土，全橋每個(gè)構(gòu)件采用的混凝土標(biāo)號(hào)最低為C35混凝土，主梁采用C50混凝土，該混凝土的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求并符合《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》的要求，并應(yīng)按照規(guī)范的要求進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收，這是改善混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性需采取的根本措施。

6.2 增加混凝土保護(hù)層厚度

增加混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層對(duì)于橋梁耐久性設(shè)計(jì)而言是很有效的途徑之一，橋梁各個(gè)結(jié)構(gòu)部位采用的保護(hù)層厚度如表1所列。

表1 橋梁結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度表

6.3 控制結(jié)構(gòu)裂縫寬度

由于橋梁所處環(huán)境為海水環(huán)境，在混凝土有裂縫的地方會(huì)首先破壞，裂縫會(huì)增加混凝土的滲透性，從而使侵蝕破壞作用逐步升級(jí)、導(dǎo)致混凝土的耐久性不斷下降。根據(jù)該工程4座橋各巖土勘察地質(zhì)報(bào)告中水的化學(xué)特征及水、土的腐蝕性描述，其 CL-、SO42-、Mg2+、PH 值等濃度及酸性值均對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有侵蝕性，因此應(yīng)該對(duì)橋梁的各個(gè)結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度控制在更小的值內(nèi)。

6.4 混凝土表面涂防腐涂層

依據(jù)橋梁各個(gè)結(jié)構(gòu)部位的不同，在已施工完的橋梁構(gòu)件混凝土表面及時(shí)涂上相應(yīng)的防腐材料，這樣可以降低氯離子等的滲透速率和降低混凝土碳化速率。具體措施有三個(gè)。

6.4.1承臺(tái)位于土中區(qū)，承臺(tái)外表面采用表面涂層（見(jiàn)表 2）

表2 承臺(tái)表面防腐涂層表

6.4.2 橋墩蓋梁、墩柱防腐涂層（見(jiàn)表3）

表3 蓋梁墩柱表面防腐涂層表

6.4.3空心板外露部分防腐涂層設(shè)計(jì)

空心板外露部分采用異丁基三乙氧基硅烷浸漬或其他可靠有機(jī)硅烷浸漬。有機(jī)硅烷類(lèi)涂料應(yīng)根據(jù)使用情況定期檢測(cè)補(bǔ)涂，向廠(chǎng)家提出產(chǎn)品的使用期限要求，并制定出后期維護(hù)方案。

6.5 混凝土鋼筋阻銹劑

阻銹劑能有效阻止或延緩氯離子對(duì)鋼筋鈍化膜的破壞。阻銹劑的摻量參照《鋼筋阻銹劑使用技術(shù)規(guī)程》（YB-T9231-1998）擬定。所以在施工現(xiàn)場(chǎng)要注意及時(shí)對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹和采用鋼筋阻銹劑措施。

7 結(jié)語(yǔ)

本文以海南三亞市海棠大道2標(biāo)段4座橋梁工程為背景，針對(duì)市政橋梁中這種預(yù)應(yīng)力空心板橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)中存在的排水、過(guò)橋管線(xiàn)等共性問(wèn)題的處理；對(duì)該橋型結(jié)構(gòu)作景觀(guān)裝飾的設(shè)計(jì)創(chuàng)意和理念；對(duì)熱帶沿海地區(qū)橋梁的耐久性設(shè)計(jì)所采取的措施方面進(jìn)行了總結(jié)和探討，也對(duì)類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)有一定的借鑒作用。

[1]JTG D62-2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]JTG/T B07-01-2006,公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JTG D60-2004,公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].

[4]趙欣，康莉，曹景.濱海新區(qū)橋梁設(shè)計(jì)問(wèn)題的探討[J].城市道橋與防洪，2011，（11）：66.

[5]YB-T9231-1998,鋼筋阻銹劑使用技術(shù)規(guī)程[S].