大蘆線航道整治二期工程西段橋梁設計綜述

鄢余文

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

大蘆線航道整治二期工程西段橋梁設計綜述

鄢余文

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

結合大蘆線航道整治二期工程西段跨航道橋梁工程實例，全面系統介紹了工程概況、主要技術標準、建設條件、主橋跨徑及主墩布置、橋梁方案設計，分析了跨航道橋梁改建工程特點，得出了經濟合理的橋型方案，為跨航道橋梁改建提供參考。

大蘆線航道；航道整治；跨航道橋梁；預應力混凝土連續梁；系桿拱橋

1　工程概況

內河航運是上海國際航運中心集疏運體系和城鄉綜合交通系統的重要組成部分，是實現經濟社會可持續發展的重要戰略資源。根據《上海市內河航運發展規劃》，發展內河航運，打造“一環十射”高等級航道網，是今后一段時期的重點建設任務。

大蘆線航道位于上海東南部，作為上海市“一環十射”規劃干線航道之一，是上海國際航運中心建設的重要組成部分，是溝通洋山深水港區和相鄰省區的重要國家級集裝箱運輸主通道。

大蘆線航道整治二期工程西段包括閔行浦江段及浦東航頭新場段，航道西起黃浦江處西閘，止于新場鎮和宣橋鎮的行政分界，航道長度為14.65 km。大蘆線現狀河道名稱為大治河，按Ⅲ級航道標準整治，工程范圍內共涉及10座跨航道橋梁改建或新建（見圖1）。

圖1　橋梁地理位置圖

2　主要技術標準

（1）航道等級：Ⅲ級通航標準。

（2）通航水位：設計最高通航水位3.2 m，設計最低通航水位2.0 m。

（3）航道面寬及通航尺度

根據航道規劃，浦星公路橋位于西閘停泊區，通航凈寬取航道設計面寬195 m；新匯路橋和湖北碼頭橋南岸為規劃浦江港區，規劃藍線寬117 m，通航凈寬105.5 m。圖2為規劃浦江港區航道斷面。

圖2　規劃浦江港區航道斷面（單位：m）

其余橋梁位于航道標準段，航道設計面寬102 m，通航凈寬79 m。

航道通航凈高7.0 m（矩形斷面），且要求橋梁一孔跨過通航水域布置。

（4）道路技術標準

大蘆線航道整治二期工程西段10座跨航道橋梁相關道路技術標準見表1。

表1　道路技術標準

根據橋梁改建原則，有道路規劃的橋梁按規劃斷面一次性實施到位；無道路規劃的橋梁按拆一還一原則，改建橋梁寬度按不小于現狀橋寬且不小于9.0 m凈寬的斷面規模改建。

（5）橋梁技術標準

荷載等級：浦星公路橋為公路Ⅰ級；航塘公路橋為城-A級；其余橋梁取城-B級。

抗震設防烈度7度，地震動峰值加速度為0.10 g，主橋抗震措施等級按8度設防。

3　建設條件

3.1橋梁現狀

恒南路橋西側的魯匯窯廠橋已拆除，需按規劃線位遷建，其余9座橋位處均有現狀橋梁。

現狀浦星公路主橋為35 m+40 m+35 m簡支T梁，引橋為空心板梁，橋面雙向4車道規模，橋梁總寬29.5 m，通航凈高4.96 m。

現狀召泰路橋（新匯西側）及湖北碼頭橋主橋為42 m+43.5 m+42 m雙曲拱橋，橋面總寬6.5 m，通航凈高5.6 m。

其余橋梁為跨徑22～29 m簡支小箱梁，橋面總寬6.5 m、9.5 m，通航凈高4.3～4.8 m（見圖3～圖5）。

圖3　現狀浦星公路橋

圖4　現狀雙曲拱橋

圖5　現狀小箱梁橋

以上現狀橋梁通航凈空尺度不滿足Ⅲ級通航標準，均為通航不達標橋梁，需拆除重建。

3.2線位及交通組織

（1）橋梁線位

該工程所在區域主要分布有居民區、廠房、農田、碼頭等，部分橋梁沿線已形成較穩定的商業、居住區，道路平面布置空間狹窄。

跨航道橋梁改建本著盡量不破壞現有的街區現狀及交通布局，方便群眾出行，節約土地資源的原則，橋梁改建線位原則上利用老橋橋位。

該工程恒南路橋、新匯路橋線位根據道路規劃進行了適當調整，新橋由老橋位遷建。

此外，對于部分無道路規劃的橋梁，有條件時可考慮新建橋位偏離老橋一定位置，以確保新橋施工期間保持老橋通行。湖北碼頭橋、航南公路橋、航都路橋屬于此類情況（見圖6、圖7）。

圖6　新匯路橋橋位

圖7　湖北碼頭橋橋位

（2）施工期間交通組織

跨航道橋梁是溝通河道兩岸的重要通道，對于新老橋線位重合，施工期間需中斷交通的橋梁改建，應充分考慮施工期間交通組織及建設時序，滿足兩岸交通過河需求。

該工程航塘公路新橋分幅布置，僅西幅橋與老橋重合。可先施工東幅橋，東幅橋修建完畢后拆除老橋新建西幅橋，施工期間維持老橋通車。

浦星公路橋、三魯公路橋、新奉公路橋、楊輝路橋新老橋中心線重合，施工期間需中斷老橋交通，故考慮分批建設，采用交通繞行并配合修建臨時交通便橋方案。

三魯公路橋考慮第二批實施，三魯公路交通繞行現狀浦星公路橋及第一批建成的恒南路橋。浦星公路橋考慮第三批建設，浦星公路交通繞行三魯公路，并修建便橋滿足輕載交通過河。

新奉公路橋與楊輝路橋分批建設并互為繞行。楊輝路橋第一批實施，交通繞行新奉公路。新奉公路橋第二批實施，交通繞行楊輝路橋，并修建便橋滿足輕載交通過河。

4　主橋跨徑及主墩布置

大蘆線航道為限制性航道，根據《內河通航標準》，水上過河建筑物應采取一孔跨過通航水域。此外，主橋跨徑還應根據航道寬度、防汛通道位置、橋梁軸線與航道的夾角、避讓老橋墩臺及現有管線等確定。

4.1浦星公路橋

浦星公路橋位于西閘停泊區，航道設計面寬為195 m（見圖8）。

圖8　浦星公路橋主跨布置

主橋在航道南岸避讓停泊區靠船墻，北岸避讓老橋橋墩，并滿足主墩內側布置防汛通道要求，新建主橋主跨適當加大至230 m。由于主橋規模較大，將主墩遠離河道布置，可減小承臺埋深，避免深基坑開挖，并與護岸互不影響，確保主橋下部結構安全，施工方便。

4.2航道標準段橋梁

根據主橋一跨過河要求，結合102 m航道設計面寬，采用方案一（墩身緊鄰河道藍線、65 m+ 107 m+65 m連續梁）與方案二（承臺緊鄰河道藍線、69 m+112 m+69 m連續梁）兩種方案進行比較論證（見圖9、圖10）。

圖9　航道標準段主跨方案一（107 m主跨）（單位：m）

圖10　航道標準段主跨方案二（112 m主跨）（單位：m）

方案一主橋規模較小，但主墩承臺埋深增加。以30 m橋寬的預應力混凝土連續梁為例，方案一較方案二主橋造價減少468萬元，而基坑增加造價435萬元，總體而言方案一總造價略小（見表2）。

表2　主橋兩種跨徑方案建安費比較

此外，方案一主橋梁高較小，可適當減小引橋長度，從而進一步減小工程總造價；采用墩身緊鄰河道藍線，也有利于防汛通道的布置。

方案一基坑開挖深度比方案二增大3.0 m，增加了基坑開挖費用及風險，但考慮7.5 m深度的基坑開挖施工有一定經驗，基坑開挖風險是可控制的。

綜上所述，為有效地減小橋梁規模，降低工程造價，位于航道標準段的橋梁，在無其他限制條件下推薦采用方案一107 m主跨方案。將承臺侵入河道藍線并埋入規劃河底，墩身緊鄰藍線，并在內側設置護岸，主墩承臺兼作護岸的基礎。

結合其他影響因素，該工程位于航道標準段的橋梁主跨跨徑取值見表3。

4.3港區橋梁

新匯路橋和湖北碼頭橋南岸為遠期規劃浦江港區，航道規劃藍線寬117 m。北岸橋墩參照航道標準段橋梁布置形式。南岸河底標高為-2.0 m，如仍將墩身緊鄰河道藍線，承臺埋入規劃河底，基坑開挖深度達11 m，基坑開挖費用及風險大大增加。

綜合考慮，該兩座橋梁港區側主墩承臺緊鄰河道藍線布置（見圖11），以減小承臺埋深。承臺底標高取-2.5 m，承臺基坑開挖深度約7.0 m。

表3　航道標準段橋梁主跨一覽表

圖11　港區橋梁位于港區側主墩布置（單位：m）

此外，新匯路橋與航道斜交13°，主橋斜橋正做，主橋跨徑取135 m。湖北碼頭橋與航道正交，主橋跨徑取123 m。

5　橋梁方案設計

5.1浦星公路橋

浦星公路橋主跨為230 m，適用橋型主要有下承式系桿拱橋、自錨式懸索橋及斜拉橋等。自錨式懸索橋施工工藝復雜，施工周期長，總體造價較高，故不予采用。

與雙塔斜拉橋相比較，下承式系桿拱橋為單跨簡支結構，主橋規模小，造價低。此外，結合該橋特定條件，部分主跨位于航道尚未開挖的岸上，部分主跨位于水中但可充分利用老橋基礎作為臨時支撐，較適合采用先梁后拱法施工，從而對降低主橋造價起到了關鍵作用，且降低了施工難度與風險。

綜上所述，浦星公路橋主橋采用單跨230 m下承式系桿拱橋，主拱為鋼箱提籃式拱肋，主梁為鋼-混凝土組合梁（見圖12）。

5.2其他主橋

新匯路橋、湖北碼頭橋南岸為浦江港區，港區側航道全斷面均需滿足7 m通航凈高要求。

圖12　浦星公路橋效果圖

新奉公路橋西側大治河南岸接奉新港航道，考慮船舶進出奉新港，南岸航道全斷面均需滿足相應通航凈高要求。此外，主橋至豐南路平交口較近，為減小道路縱坡，應控制主橋梁高。

故以上三座橋主橋推薦采用主梁結構高度較小的下承式系桿拱橋。系桿拱橋采用先梁后拱法施工，主拱采用鋼箱拱，主梁為鋼-混凝土組合梁。系桿拱橋景觀效果較好（見圖13），此外為避免單調雷同，各橋主拱配以不同顏色的涂裝。

圖13　下承式系桿橋效果圖

其余6座橋梁受控因素較少，主橋優先采用技術可靠、施工工藝成熟、經濟合理的現澆預應力混凝土連續梁（見圖14）。

圖14　預應力混凝土連續梁效果圖

預應力混凝土連續梁采用掛籃懸臂現澆，施工方便，對航道通航影響小。為增加景觀效果，部分主橋外側立面采用造型模板處理，以勾勒出特殊的條紋圖案。

5.3引橋方案

引橋采用簡支小箱梁或改進型空心板。小箱梁結構簡單，工程經驗成熟，結構剛度較大，抗扭性能較好。改進型空心板相比于上海市標準空心板梁，其梁高、板厚均有所提高，橫向接縫采用了剛接形式，提高了結構剛度，增強了橋梁橫向的整體受力性能，提高了耐久性。

6　結　語

上海市內河航道整治工程還處在初期階段，其改建實施是一個長期的過程。跨高等級航道橋梁改建工程涉及橋梁數量眾多、建設條件復雜、技術標準高、主橋跨徑大等特點（見表4）。

表4　橋梁總體布置一覽表

跨航道橋梁設計應結合相關規劃、建設標準，并考慮各種影響因素，選擇合適的橋位布置、斷面規模、主跨跨徑和橋型方案。

一般情況下，主橋優先采用經濟合理、施工方便、對航道通航影響小的預應力混凝土連續梁。下承式系桿拱橋主梁結構高度低，主橋規模小，是港區、停泊區等處的合適橋型。

［1］陳劍鋒.三魯公路跨航道橋梁主橋方案的技術經濟比選［J］.城市道橋與防洪，2013（6）:67-70.

［2］李志峰，曹一中，馮俊.內河水運建設示范工程跨航橋梁設計要點［J］.水運工程.2009（9）:111-115.

［3］上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司.上海跨高等級航道橋型方案研究報告［R］.上海：上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，2015.

［4］上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司.大蘆線航道整治二期工程-跨航道橋梁工程施工圖設計文件［R］.上海：上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，2013.

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1009-7716（2016）07-0147-05

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.07.043

2016-03-23

鄢余文（1978-），男，江西上饒人，碩士，高級工程師，從事橋梁工程設計工作。