安徽省無為縣比亞迪大橋初步設計方案比選

朱 俊，黃 淼

（安徽省交通規劃設計研究院有限公司，安徽合肥 230088）

1 概述

本項目位于安徽省無為縣市區東南部，跨越西河，是無為縣南部新城規劃比亞迪大道向東的延伸，連接南部新城與東部組團，屬于城市橋梁。橋位處現狀西河兩側大堤堤距約160 m。

比亞迪大橋是無為縣一座具有劃時代意義的橋梁，它改變了無為縣城向東僅有一座跨河大橋（王福渡大橋）的歷史，是落實縣委縣政府東向發展戰略，連接南部新城與東部地區的一個重要交通樞紐，也是展現無為現代化城市建設的一個重要景觀標志。

2 主要設計標準

（1）道路等級：城市主干路，雙向六車道。

（2）設計行車速度：60 km/h。

（3）橋梁設計安全等級：一級。

（4）橋梁設計荷載：公路-Ⅰ級汽車荷載。

（5）設計洪水頻率：100 a一遇，設計水位10.89m。

（6）設計通航標準：規劃通航等級為Ⅴ級，雙孔單向通航，通航凈寬 2×40 m，通航凈高8 m。

（7）地震基本烈度：6度，抗震措施提高一度設防。

（8）橫斷面寬度：主橋橋面全寬30 m，引橋橋面全寬28 m。

3 工程范圍

本項目路線設計起點位于規劃中的支五路與比亞迪大道平交口處，起點路線方向與規劃中的比亞迪大道方向相同，中段路線沿與航道法線交角為5°方向跨過西河，接規劃的福西路。橋梁起點樁號K0+218，終點樁號K1+120，全長902 m。

4 橋型方案構思原則

橋型方案在滿足使用功能的前提下，結構應力求適用、安全、經濟、美觀、新穎，充分體現當今先進的建橋新技術、新水平，富有時代風貌；同時橋型方案應經濟合理適度，施工方便可行，結構安全耐久。

（1）充分滿足使用功能：橋跨結構選用整體性好、伸縮縫少的連續結構，提高行車舒適度，體現以人為本的原則。

（2）孔跨布置應考慮泄洪和通航要求：橋位處航道為規劃Ⅴ級航道，橋梁孔徑需滿足：雙孔單向通航，通航凈寬 2×40 m，通航凈高8 m；單孔雙向通航，通航凈寬1×80 m，通航凈高8 m。

（3）橋位位于比亞迪大道城市景觀軸與沿西河濱水景觀帶的交匯處，又位于城市濱水休閑風貌核心區，因此本橋造型要求具有優美的景觀效果，能凸顯整個城市的風貌和活力，成為城市的地標性建筑。因此，新建的西河比亞迪大橋在形式上不能拘泥于傳統的簡單公路橋梁形式，主橋造型設計應能充分體現無為蓄勢待發的潛能。

5 設計方案擬定及推薦方案的確定

根據以上方案構思原則，本次比亞迪大橋初步設計共擬定出兩種橋型方案，見表1。

表1 比亞迪大橋橋型方案設計表

5.1 橋型方案一：獨塔雙索面剛構體系斜拉橋

主橋采用2×60 m跨徑跨越西河通航區域，結構體系為獨塔雙索面剛構體系斜拉橋；左、右岸引橋采用多跨30 m跨徑跨越兩岸大堤及堤后陸地，結構體系為大斜率斜腹板現澆連續箱梁。全橋跨徑組合為4×30 m+5×30 m+4×30 m+26 m+2×60 m+4×30 m+4×30 m+4×30 m，總長 902 m，見圖1。

圖1 獨塔雙索面剛構體系斜拉橋

（1）主橋結構體系簡述

主梁：主橋主梁采用雙邊箱截面預應力混凝土箱梁，箱梁中心線處梁高2.4 m。主梁頂面設置雙向2%的橋面橫坡，頂面寬30.0 m，底面寬30.2 m。邊箱內頂板厚0.25 m，邊箱以外頂板厚0.30 m，邊箱底板厚0.4 m。主梁標準節段長6 m，每6 m設置一道橫梁，邊箱內橫梁厚0.5 m，邊箱以外橫梁厚0.4 m。

主塔：主塔是斜拉橋的主構要素，是橋梁景觀中最重要的元素。本橋采用門式橋塔，主塔為三柱式，中柱頂連成Y形，邊柱外形為B形，中柱及邊柱又整體形成D形。三個塔柱整體造型宛如一座氣勢宏偉的大門。橋面以上塔高30 m，邊塔柱采用空心矩形截面，順橋向截面寬度4.0 m，橫橋向截面寬度2.5 m。中塔柱采用實心矩形截面，截面尺寸為2×1.5 m。

風帆型的門式橋塔激勵人們從無為揚帆遠航，通江達海，成就夢想（Build Your Dreams）。橋塔又像蝴蝶展翅寓意無為展開雙臂，向八方賓朋敞開胸懷，共創美好藍圖。

斜拉索：斜拉索采用扇形雙索面，高強度低松弛環氧鋼絞線斜拉索體系。在主梁上標準索距6m，主塔上2 m。

（2）方案優缺點分析

該方案主要優點是：

a.獨塔斜拉橋方案，空間布置簡潔、勻稱、現代感強。“揚帆遠航”的橋塔造型國內首創，景觀及美學效果突出。

b.60 m主跨在同類型橋梁中屬于中小跨徑，設計、施工難度均較小，技術較為成熟，施工風險較小。

c.采用懸澆施工，工期有保障，且施工期對橋下通航干擾較小。

d.主橋為塔梁固結的剛構體系，抗震及抗風性能均較好。

主要缺點是：

a.本方案功能上滿足規劃航道通航需求，但通航安全性較單孔雙向通航的系桿拱方案低，可采用必要的通航安全專項設計進一步提高安全性。

b.斜拉橋體系對施工控制要求較高。

c.斜拉索具有一定的使用年限，后期需要進行更換，養護費用較高。

5.2 橋型方案二：簡支鋼管混凝土系桿拱橋

主橋采用1-101.9m跨徑跨越西河通航區域，結構體系為簡支鋼管混凝土系桿拱橋；左、右岸引橋采用多跨30m跨徑跨越兩岸大堤及堤后陸地，結構體系為直腹板現澆連續箱梁。全橋跨徑組合為4×30 m+5×30 m+4×30 m+22.05 m+101.9 m+22.05 m+3×30 m+5×30 m+4×30 m，總長 902 m。

（1）主橋結構體系簡述

主橋為標準跨徑101.9 m下承式簡支鋼管混凝土系桿拱橋，剛性系桿剛性拱。拱肋計算跨徑99 m，矢跨比1/4，矢高24.75 m，拱軸線為二次拋物線。

（2）方案優缺點分析

該方案主要優點是：

a.采用單孔雙向通航方案，一跨跨越通航水域，通航安全性高。

b.美觀性強，該方案采用1/4的矢跨比，橋梁整體氣勢磅礴，容易給人留下深刻的印象。

主要缺點是：

a.主橋采用“先梁后拱”施工方案，施工時需搭設臨時墩，施工期間只能滿足臨時通航的要求，對航運有安全隱患。

b.主跨跨徑屬較大跨徑，施工工序多，難度大。

c.鋼管拱橋也存在后期吊桿更換及拱肋鋼管重新防腐的問題，養護費用較高。

d.由于主橋為大跨徑簡支拱式結構，抗震性能不如剛構體系斜拉橋。

e.工程造價略高。

5.3 推薦方案的確定

本橋作為城市景觀橋梁，在滿足安全性、功能性的前提下，景觀效果應作為方案比選的主要影響因素，并兼顧造價、施工、養護等多方面的因素，具體方案比較見表2。

根據以上比選，綜合從功能、造價、美觀、施工、養護多方面考慮，認為方案一滿足了通航要求，造價較低，橋型美觀，同時施工工藝較為成熟，故采用方案一為推薦方案。

6 結語

斜拉橋是廣泛采用的一種橋梁結構形式，其結構輕巧簡潔，造型新穎，是目前最流行的景觀橋型之一，能顯示出時代技術的特征，給人以震撼感，更符合本橋的景觀要求。

表2 橋型方案綜合比選表

[1]郭安輝,張門哲.滬蓉高速公路鐵羅坪大橋設計[J].橋梁建設,2012(4):64-68.

[2]王春.寧波市環城北路姚江大橋設計構思[J].公路,2008(3):82-84.

[3]牛遠志,李黎,張雷.2×150m獨塔斜拉橋結構型式及構造設計[J].公路,2007(9):39-44.