安羅高速黃河特大橋主橋橋型方案研究

田澤垠

（河南省交通規劃設計研究院股份有限公司，鄭州 450018）

安陽至羅山高速公路是《河南省高速公路網規劃（2021—2035 年）》中規劃布局的16 條南北縱向通道之一，項目起于安陽北的豫冀省界，接河北省規劃的清苑至魏縣高速公路，向南至信陽羅山縣南的豫鄂省界，接湖北省規劃的大悟至武漢高速公路。項目建成后將在京港澳高速和大廣高速之間形成新的縱向通道，對進一步強化區域間經濟融合、加強中原城市群與雄安新區和長江中游城市群聯系、帶動沿線城市群一體發展、緩解京港澳高速交通壓力及加快鄭州市大都市圈建設有著重要的意義。

1 項目概況

擬建項目為安羅高速原陽至鄭州段，是安羅高速的重要組成部分。項目起點位于新鄉市原陽縣太平鎮鄉虎張村西北，與蘭考至原陽高速公路封丘至原陽段交叉，路線向南經陡門鄉，在陡門鄉東側跨越黃河至鄭州市中牟縣雁鳴湖鎮，在雁鳴湖鎮朱固村南與連霍高速交叉并順接已建的機西高速，到達項目終點，路線全長約21.7 km。

2 跨越黃河段水文條件

安陽至羅山黃河大橋位于黃河下游花園口-夾河灘河段，橋位河段河道形態復雜，可歸納出如下特點：①河槽淤積嚴重，甚至槽高灘低，呈“二級懸河”之勢，臨背懸差一般為3~7 m；②河道寬、淺且散亂，河勢多變，主流擺動頻繁；③洪水突發性強，預見期短，防守決策無周旋余地；④險工堤段長，險工段占堤防長度的70%，遇大洪水將全線吃緊，防守任務艱巨。

3 跨越黃河段現有水利工程設施

3.1 堤防工程

黃河下游大堤歷史悠久，為歷代不斷修建而成。為了保障防洪安全，近年來黃河下游相繼開展了大規模的標準化堤防工程建設，堤防的抗洪能力增強。黃河下游大堤的設防標準為防御花園口洪峰流量22 000 m3/s的洪水，橋位河段相應的設防流量為22 000 m3/s。

橋位河段兩岸堤頂高程已基本滿足2 000 a 設防標準，兩岸堤頂寬度均為12 m，臨河、背河邊坡為1∶3。

3.2 河道整治工程

橋位河段河道整治工程包括險工、控導和防滾河工程，整治河寬為1 000 m。

4 影響橋位選址的其他控制因素

河南鄭州黃河濕地省級自然保護區位于鄭州市北部的黃河南側，呈帶狀東西走向，西起鞏義市康店鎮井溝村，東至中某縣狼城崗鎮東狼城崗村。由于保護區范圍呈東西走向，而高速公路路線呈南北走向，故擬建項目不可避免地需要穿越保護區。根據《河南鄭州黃河濕地省級自然保護區功能區調整綜合論證報告》，其在保護區范圍及功能區調整時，已考慮了本項目穿越保護區時的影響，將路線左右各200 m 布范圍內劃為實驗區，并在兩側外圍設置緩沖區，本項目橋位選址需從其預留的廊道范圍內通過，減小對鄭州黃河濕地省級自然保護區影響。

5 橋位上下游已建黃河大橋

橋位處上游約13 km 為鄭州官渡黃河大橋，橋梁全長7.4 km，于2019 年10 月16 日建成通車；上游約34 km 處為京港澳高速劉江黃河公路大橋，全長9.8 km，雙向8 車道。下游約8 km 處為即將修建的G230 封丘至開封黃河大橋，設計主橋長約2.9 km；下游約34 km 處為大廣高速公路開封黃河橋，全長約7.8 km，為雙向6 車道。

6 主橋方案構思

6.1 主橋布跨原則

主橋布跨考慮了以下與防洪要求相關的因素。

（1）布主河槽寬4 650 m，主河槽2 側為控導工程，主副橋需要跨越控導工程，由此確定主副橋總長為4 710 m。

（2）布橋位所在河段主河槽內橋梁最小跨徑要求為100 m，橋梁與河道斜交，跨徑還應適當加大。

（3）布橋位處排洪主流河寬為1 000 m。

6.2 主橋布跨思路

主橋的布跨思路如下。①布跨思路一：125 m 變截面預應力混凝土連續梁。此方案與橋位上游的官渡黃河橋相同，采用6×（80 m+5×125 m+80 m）的變截面預應力混凝土連續梁。每聯有2 個邊跨80 m 不滿足最小跨徑的要求，通過5 個125 m 的中跨進行補償。該方案共計42 跨，平均跨徑為112 m，此平均跨徑基本為河道管理部門可接受的最小跨數。②布跨思路二：大跨徑斜拉橋+100 m 跨徑組合梁。此方案設置一聯大跨徑斜拉橋，主河槽的其他部位采用100 m 等跨布置的組合梁。同時，保證主河槽內的平均跨徑不小于112 m。

6.3 橋型選擇

根據上述防洪要求和布跨思路，對主橋提出多種橋跨方案進行分析論證。

方案一：主橋橋跨布置為（3×100 m）雙邊箱鋼混組合梁+（110 m+135 m+520 m+135 m+110 m）斜拉橋+2×（3×100 m）+7×（4×100 m）雙邊箱鋼混組合梁，全長4 710 m，雙邊箱鋼混組合梁橋寬2×20.31 m，斜拉橋橋寬45.5 m。效果圖如圖1 所示。

圖1 方案一斜拉橋立面布置圖

方案二：主橋橋跨布置為（3×100 m）雙邊箱鋼混組合梁+（110 m+180 m+430 m+180 m+110 m）斜拉橋+4×（7×100 m）+（6×100 m）雙邊箱鋼混組合梁，全長4 710 m，雙邊箱鋼混組合梁橋寬2×20.31 m，斜拉橋橋寬45.5 m。

方案三：主橋橋跨布置為（3×100 m）雙邊箱鋼混組合梁+（2×100 m+2×355 m+2×100 m）斜拉橋+3×（7×100 m）+2×（6×100 m）雙邊箱鋼混組合梁，全長4 710 m，雙邊箱鋼混組合梁橋寬2×20.31 m，斜拉橋橋寬45.5 m。效果圖如圖2 所示。

圖2 方案三斜拉橋效果圖

方案四：主橋橋跨布置為（80 m+3×100 m）雙邊箱鋼混組合梁+（115 m+4×280 m+115 m）斜拉橋+4×（6×100 m）+（5×100 m+80 m）雙邊箱鋼混組合梁，全長4 710 m，雙邊箱鋼混組合梁橋寬2×20.31 m，斜拉橋橋寬45.5 m。效果圖如圖3 所示。

圖3 方案四斜拉橋效果圖

方案五：主橋橋跨布置為6×（80 m+5×125 m+80 m）預應力混凝土連續箱梁，全長4 710 m，橋寬2×20.31 m。

7 主橋方案比選

方案一至方案五的相互比較，差別主要在結構的合理性、施工便捷性、工程造價、工期和景觀等方面，綜合比較見表1。

表1 主副橋方案比較表

綜合表1 分析，方案四主橋橋塔較多、略顯重復，景觀效果一般；方案三與方案一相比雖然造價略低，但景觀效果不顯著；方案二與方案一相比雖然造價略低，但其景觀可視范圍較小，辨識度稍低；方案一跨度最大，雖造價稍高，但其外形美觀、景觀效果好，蘊含了河南作為中華文明發源地的形象，表現了河南現代化發展的進程，更能契合項目功能定位的要求，突出橋梁的首位度也可進一步提升鄭州大都市的城市形象，且推薦方案的橋型方案技術成熟。

8 結束語

綜合考慮橋梁的功能、施工難度、工期、造價、景觀、耐久性和維護工程量等因素，主橋方案推薦方案一：橋跨布置為（3×100 m）雙邊箱組合梁+（110 m+135 m+520 m+135 m+110 m）斜拉橋+2×（3×100 m）+7×（4×100 m）雙邊箱組合梁，其他為主橋的比較方案。