江南水網地區橋路設置方案的探討

付航(黑龍江省公路勘察設計院)

江南水網地區橋路設置方案的探討

付航
(黑龍江省公路勘察設計院)

摘要:主要通過洪湖至監利高速公路工程項目的設計實例，探討了江南水網地區，跨越密集道路、溝渠時，采用全橋梁方案和橋梁+路基方案的優缺點。

關鍵詞:江南水網地區;構造物設置方式;全橋梁;橋梁+路基;全壽命周期成本

中圖分類號:U416. 1

文獻標識碼:??: C

文章編號:??:1008－3383(2015)02－0076－01

收稿日期:2014－12－12

由于江南地區水網密布，溝渠道路縱橫交錯，所以在路線布設時，往往需要在短距離內，跨越較多的溝渠和道路或水工構造物，比如在1、2 km內跨越幾道甚至10幾道成規模的溝渠或道路，往往需要頻繁的設置通道、分離及過水構造物。當路線所跨越的溝渠之中，存在有較大的溝渠，而必須采用大橋或特大橋跨越時，那么整段路線的構造物設置方式，就非常值得研究和探討。

以下以洪湖至監利高速公路項目的設計方案論證為例，詳細介紹江南水網地區，橋梁構造物設置方案的比選過程。

洪湖至監利高速公路位于江漢平原，走向基本平行于長江北岸，走廊帶位于長江和洪湖之間，距離長江大堤，最近不超過2 km。項目所在地區，水網密布，地勢非常平坦，多魚塘和水田，地基軟弱，淤泥及軟土層較厚，同時筑路材料缺乏，路線所跨越的排灌渠道密集，并且大型排灌渠道均有通航要求。

在進行橋梁結構物布設時，我們首先對現有水工構造物、道路及溝渠進行合理的合并，以減少路線的跨越次數，并在考慮了通航通車等凈空、規劃及其它要求之后，逐個進行了構造物布設，以滿足路線跨越的需要。但隨著對設計方案的深入，我們發現，在該地區，采用這種通常的構造物布設原則，存在諸多問題。(1)橋頭路基填土高，填料加載引起的沉降及其填料自身的總沉降量大，控制困難，極易引起不均勻沉降、橋頭跳車等病害，以鄰近的漢南至新灘高速公路為例，通車1年后，各橋頭跳車現象明顯; (2)為了保證橋臺的穩定，對橋頭軟土路基處理的范圍和方式要求高，造價不菲; (3)由于路基填料匱乏，路基填料需遠運，其成本上升，性價比下降; (4)由于構造物密集，導致路基較短，需頻密的設置穿越魚塘或水田的橫向施工便道，在給當地生產生活帶來極大干擾的同時，施工也非常困難; (5)由于構造物密集，如出現橋頭跳車等病害，將嚴重影響行車安全，并大幅增加后期維護費用。為此，我們提出了延長橋梁長度，一次性跨越溝渠道路的方案，以下稱全橋梁方案，進行同等深度的研究、分析和比較，并考慮各方面的要求，最終擇優確定合理的跨越方式。

首先我們對上面提到的構造物設置方案，也就是橋梁+路基的設置方案(以區別于全橋梁方案)進行分析。

(1)橋梁+路基方案

采用分別跨越的方案，優點是可以顯著的減少橋梁長度，從而使整個工程造價相對較低，工程一次性投入低。

缺點是橋梁之間路基高度較高，土方量稍大，占地相對多，軟土地基需進行處理，存在不均勻沉降的隱患，可能對通車運營產生影響，后期產生的維護費用高，對環境影響較大，施工難度較大。

(2)全橋梁方案

采用一次性跨越方案，一次性投入偏高，但取土數量和占地規模明顯減小，后期維護費用降低，由于橫向施工便道大量減少，所以對周邊環境擾動小，施工相對容易，工程項目的安全性和服務水平也得到提高。

(3)以本項目螺山干渠特大橋為例，我們分別對全橋梁方案和橋梁+路基方案進行了同等深度的比較。

全橋梁方案為:起終點為K74 +726．7～K78 +553．5，跨徑組合為148×20 + (50 + 3×80 + 50) + 26×20 m，中間主橋為3孔80 m變截面箱梁+2孔50 m變截面箱梁，引橋均由20 m小箱梁組成，全長3 826．6 m。

橋梁+路基方案布置見表1。

跨越主要河道堤壩的橋梁跨徑組合為50×20 + (50 + 3×80 +50) +21×20，全長1 760 m，其它渠道均以中小橋或涵洞跨越，分別為2座3～16 m、3～13 m中橋，2座3～10 m小橋，1座1～10 m小橋，2道圓管涵，2道箱涵，中小橋共長147 m。

以下為兩個方案主要工程項目的比較。

表1　全橋梁方案與橋梁+路基方案比較一覽表

由上表可以看出，橋梁+路基方案的橋梁長度明顯減少，由3 826 m減少為1 973 m，減少1 953 m，橋梁長度減少近50%，工程造價減少7 099萬元。

由于全橋梁方案和橋梁+路基方案相比，造價明顯偏高，所以確定橋梁布孔和跨越方案時，對于資金緊張的工程項目，業主往往傾向于造價較低的布置方案。但是，通過我們上面的研究和分析，雖然全橋梁方案的一次性投入偏高，但其后期維護費用低，道路的服務水平高，在公路的全壽命周期內，其成本實際是偏低的，其性價比相對于橋梁+路基方案是較高的。所以我們設計者在對業主或行業主管部門介紹方案時，應將以上兩種方案為代表的橋梁布置方案的優缺點，盡量介紹得全面清楚，將工程全壽命周期成本和性價比的優勢，向業主或行業主管部門說明，然后由其根據項目的資金情況，擇優選用合適的橋梁布置方案。