吳淞江工程（上海段）新川沙河段橋梁方案設(shè)計(jì)

崔 晨

[上海城投興港投資建設(shè)（集團(tuán)）有限公司，上海市 200131]

1 項(xiàng)目概況

吳淞江工程是國(guó)務(wù)院批復(fù)的《太湖流域防洪規(guī)劃》確定的重大工程之一。工程全長(zhǎng)約125 km，其中上海段長(zhǎng)約69 km，主要建設(shè)內(nèi)容包括新開(kāi)、疏拓河道約60 km（含蘇申內(nèi)港線(xiàn)西段已立項(xiàng)的10.4 km），新建新川沙河泵閘、蘇西水閘，改建蕰西樞紐、蕰東樞紐，沿線(xiàn)跨河橋梁新建、改建等[1]。

該工程涉及面廣、工程量大、資金需求量大，采用分期分段實(shí)施的策略，逐步實(shí)現(xiàn)防洪、除澇以及航運(yùn)功能的綜合效益。其中，先期實(shí)施的羅蕰河（新川沙河）段工程，河道總長(zhǎng)7.82 km，項(xiàng)目地理位置如圖1 所示。

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

新川沙河段現(xiàn)狀河道較窄，寬度為20～30 m，現(xiàn)狀跨河通道較多。新川沙河工程實(shí)施后，河道寬度將拓寬至96 m，造成大部分跨河通道不滿(mǎn)足行洪和通航標(biāo)準(zhǔn)，需拆除重建。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，結(jié)合相關(guān)區(qū)總體規(guī)劃及道路網(wǎng)規(guī)劃，確定納入本次新川沙河工程需拆除重建橋梁7 座（4 座車(chē)行橋，3 座人非橋），監(jiān)測(cè)保護(hù)橋梁1 座（北蕰川公路橋）。本次實(shí)施的跨河橋梁見(jiàn)圖2。從東至西依次為沈陸宅橋、青年橋、潘涇路橋、羅寧路橋、長(zhǎng)虹路橋、滬太路飛云橋以及前曹公路橋。

圖2 工程范圍示意圖

2 橋梁設(shè)計(jì)原則

2.1 總體設(shè)計(jì)原則

吳淞江工程（上海段）所涉及的跨河橋梁建設(shè)，因河道寬度、通航標(biāo)準(zhǔn)、出行需求等因素，單座跨河橋梁的投資較大，完全按照“拆一還一”處理原則既不經(jīng)濟(jì)也不合理。因此，對(duì)于跨河橋梁的建設(shè)應(yīng)按照“遵循規(guī)劃、滿(mǎn)足需求”原則實(shí)施，最大限度地節(jié)約、集約工程用地和投資，并維持既有各級(jí)規(guī)劃。總體原則如下：

（1）保留現(xiàn)狀：對(duì)滿(mǎn)足和基本滿(mǎn)足行洪和通航標(biāo)準(zhǔn)的橋梁保留現(xiàn)狀，對(duì)基本滿(mǎn)足的橋梁增加防撞和助航設(shè)施。

（2）遵循規(guī)劃：位于規(guī)劃跨河通道但不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的橋梁或道路，按規(guī)劃規(guī)模原址拆除重建。

（3）歸并新建：對(duì)于有交通出行需求但不位于規(guī)劃通道處的橋梁或道路，拆除取消現(xiàn)狀通道，并就近歸并至規(guī)劃通道，將規(guī)劃通道按規(guī)劃規(guī)模新建跨河橋梁。

（4）便民利民：對(duì)于現(xiàn)狀不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的既有橋梁位置處規(guī)劃有便民通道的，應(yīng)從便民和尊重歷史的角度出發(fā)，改建為跨河便民通道橋。

（5）滿(mǎn)足需求：跨河橋梁建設(shè)能夠適應(yīng)機(jī)動(dòng)車(chē)跨河交通出行需求，同時(shí)充分考慮慢行交通過(guò)河出行需求。

根據(jù)以上原則，吳淞江工程（上海段）現(xiàn)狀86 處跨河道路橋梁中，保留現(xiàn)狀的10 處、拆除重建的33處，其余43 處拆除取消。規(guī)劃未建的9 處跨河橋梁中，歸并新建的5 處、規(guī)劃預(yù)留的4 處。跨吳淞江工程通道處理匯總見(jiàn)表1。

表1 跨吳淞江工程通道處理匯總表

確定納入本次新川沙河工程需拆除重建橋梁7座（4 座車(chē)行橋，3 座人非橋）。

2.2 橋梁橋型方案選取原則

（1）橋梁首選建筑高度小的結(jié)構(gòu)形式，以降低路基填土高度，減少橋梁長(zhǎng)度，減小路、橋沉降差。

（2）高速公路、交通流量大的道路橋梁優(yōu)先采用施工方法簡(jiǎn)單、施工周期短的鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)梁方案。

（3）與現(xiàn)狀橋梁平行布置的新建橋梁的總體方案、結(jié)構(gòu)形式及橋梁施工必須以滿(mǎn)足現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)正常使用及安全可靠為前提。

（4）橋梁位于綠地、公園等景觀要求較高的區(qū)域時(shí)，優(yōu)先考慮景觀效果較好的橋型方案。

（5）橋梁位于周邊居民較密集的區(qū)域時(shí)，優(yōu)先考慮建筑高度、橋梁寬度、梁高較小的橋型方案，以減小橋梁對(duì)周邊區(qū)域的影響。

2.3 橋梁景觀設(shè)計(jì)原則

（1）統(tǒng)一變化——對(duì)工程沿線(xiàn)分區(qū)考慮，每一區(qū)風(fēng)格統(tǒng)一。

（2）溝通聯(lián)系——上、下橋之間交通組織有區(qū)別、有聯(lián)系、有溝通。

（3）海派文化——老橋改建、新橋設(shè)計(jì)均應(yīng)考慮地域文化，加入上海元素。

（4）一橋一景——不雷同、不重復(fù)，有特色。

3 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）設(shè)計(jì)荷載

汽車(chē)荷載：高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路為公路Ⅰ級(jí)；三級(jí)公路、四級(jí)公路為公路Ⅱ級(jí)；城市快速路、主干路、次干路為城-A 級(jí)；城市支路、輔路為城-B 級(jí)。

人群荷載：按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60—2015） 及《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 11—2011）等有關(guān)規(guī)定取用。

（2）設(shè)計(jì)車(chē)速

橋梁設(shè)計(jì)車(chē)速與接線(xiàn)道路一致。

一級(jí)公路、二級(jí)公路、主干路：60 km/h。

三級(jí)公路、次干路：40 km/h。

支路、鄉(xiāng)村道路：30 km/h。

輔路：20 km/h、30 km/h。

（3）地震設(shè)防

a. 抗震設(shè)防烈度7 度，基本地震動(dòng)加速度0.10g。

b. 抗震設(shè)防類(lèi)別

單跨跨徑超過(guò)150 m 的特大橋設(shè)為A 類(lèi)；單跨跨徑不超過(guò)150 m 的高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、城市主干路橋梁設(shè)為B 類(lèi)；三級(jí)公路，城市次干路、支路、鄉(xiāng)村道路橋梁設(shè)為C 類(lèi)。

c. 抗震設(shè)防措施等級(jí)

高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、城市主干路橋梁為8 度；三級(jí)公路、四級(jí)公路、城市次干路、支路、輔路、鄉(xiāng)村道路橋梁為7 度。

（4）設(shè)計(jì)洪水頻率

特大橋：設(shè)計(jì)洪水頻率P=1/300。

大橋：設(shè)計(jì)洪水頻率P=1/100。

（5）通航標(biāo)準(zhǔn)

2005 年12 月上海市城市規(guī)劃管理局以滬〔2005〕1225 號(hào)文批復(fù)同意《“一環(huán)十射”航道水系藍(lán)線(xiàn)規(guī)劃》（簡(jiǎn)稱(chēng)《一環(huán)十射》），新川沙河規(guī)劃航道等級(jí)為Ⅳ級(jí)。表2 為新川沙河航道相關(guān)參數(shù)。

表2 新川沙河（標(biāo)準(zhǔn)段）航道相關(guān)參數(shù)

4 橋梁方案構(gòu)思

4.1 背景調(diào)查

吳淞江系古代太湖下游入海的主要黃金水道，其直流與淀山湖、泖河等共同構(gòu)成了密集發(fā)達(dá)的古上海水系網(wǎng)。千百年來(lái)，吳淞江水脈孕育著這片鐘靈毓秀的富庶土地，滋養(yǎng)了兩岸一代代吳越子民，是當(dāng)之無(wú)愧的古代上海母親河。

（1）國(guó)內(nèi)外的成功案例

塞納河上的橋梁是橋梁規(guī)劃中的成功案例。河上共有37 座橋（見(jiàn)圖3），跨越了4 個(gè)世紀(jì)，建筑規(guī)模和風(fēng)格也大相徑庭。細(xì)觀之下不難發(fā)現(xiàn)，這些橋梁的形式與體量大體相同，橋與橋之間相互和諧、共存，相互統(tǒng)一卻又各不相同，各有特色，值得我們借鑒。

圖3 巴黎塞納河系列橋梁

天津地處九河下梢，是個(gè)多河道的城市。因?yàn)樘旖虻暮佣唷⑺啵詷蛄阂捕啵：由犀F(xiàn)共有20 座橋梁（見(jiàn)圖4）。與塞納河截然不同，塞納河上的橋似一篇恬靜優(yōu)美的詩(shī)詞，而海河上的橋串聯(lián)起來(lái)則似一部慷慨激昂的樂(lè)章，有起有伏、有高有低，形成一條優(yōu)美起伏的城市橋梁高度輪廓線(xiàn)。

圖4 天津海河系列橋梁

（2）區(qū)域現(xiàn)狀

羅蕰河—新川沙河段多是農(nóng)田村宅，自然景色優(yōu)美，人流量較少。圖5 為項(xiàng)目區(qū)位分析圖。

圖5 項(xiàng)目區(qū)位分析圖

4.2 景觀分析與設(shè)計(jì)

吳淞江工程范圍長(zhǎng)，沿線(xiàn)橋梁數(shù)量多，綜合考慮河面寬度、保存橋梁橋型以及土地規(guī)劃的情況，將工程范圍分為兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行研究（見(jiàn)圖6）。

圖6 分區(qū)示意圖

新川沙河段附近耕地較多，人流量較小，將此段定位為自然和諧風(fēng)景區(qū)，橋梁設(shè)計(jì)宜融于環(huán)境，經(jīng)濟(jì)適用，可通過(guò)色彩涂裝體現(xiàn)標(biāo)識(shí)性，適宜選擇高度較矮、線(xiàn)條平緩的橋型方案。

5 橋梁工程實(shí)施方案

（1）前曹公路橋

前曹公路橋伴羅蕰河北行，跨越新川沙河、項(xiàng)涇河兩河，襟三水而帶五鎮(zhèn)，亦為新川沙河之濫觴，堪稱(chēng)形勝之地，更兼新川沙河諸橋跨距之最，過(guò)客在此駐足覽勝，以日暮時(shí)分西觀羅蕰河水為最佳，橋梁設(shè)計(jì)中展現(xiàn)的科技含量和結(jié)構(gòu)美學(xué)昭示著邁向明天的信心與決心。

前曹公路橋型方案為主跨208 m 的網(wǎng)狀系桿拱橋（見(jiàn)圖7）。前曹公路橋定位為一般公路橋，風(fēng)格以現(xiàn)代、簡(jiǎn)潔為主，突出特點(diǎn)是拱橋結(jié)構(gòu)的力學(xué)美和形態(tài)的弧線(xiàn)美。

圖7 前曹公路橋效果圖

（2）滬太路飛云橋

滬太路飛云橋由于交通量巨大，施工中不能中斷交通，因此需要分幅施工，又因受限于道路紅線(xiàn)，因此橋型只能選擇梁橋（見(jiàn)圖8）。

圖8 滬太路飛云橋效果圖

將人車(chē)分離的雙層設(shè)計(jì)，提升了行人漫步橋上的舒適感。下層橋面在梁側(cè)外表面設(shè)計(jì)了年代標(biāo)尺，以此為內(nèi)飾的基礎(chǔ)，配合穩(wěn)重的色彩與材質(zhì)肌理，整體觀感大而簡(jiǎn)，配合文字與圖案，記錄了滬太路的百年滄桑，宛如一道橋梁博物館。

（3）長(zhǎng)虹路橋

長(zhǎng)虹路橋是羅涇新鎮(zhèn)區(qū)河段內(nèi)唯一的步行橋。近期為人非慢行系統(tǒng)橋，保留遠(yuǎn)期改建車(chē)行橋的可能。

長(zhǎng)虹路橋推薦方案為異形桁架橋，桿件簡(jiǎn)約通透，疏落有秩，在環(huán)境中若隱若現(xiàn)，與兩岸景觀和諧統(tǒng)一（見(jiàn)圖9）。

圖9 長(zhǎng)虹路橋效果圖

（4）羅寧路橋

推薦主跨為112 m+55 m 的吊桿拱橋。羅寧路橋連接了羅涇新鎮(zhèn)區(qū)的職住功能，在新川沙河全段中又恰好居中，就河面方向的觀感而言，跨越一河一路的激浪狀巨拱，如同整個(gè)樂(lè)曲中一個(gè)突然提速的獨(dú)立樂(lè)章（見(jiàn)圖10）。

圖10 羅寧路橋效果圖

（5）潘涇路橋

潘涇路橋與滬太路橋同在三分新川沙河處，均為連續(xù)梁橋（見(jiàn)圖11），也是新川沙河上的重點(diǎn)橋位，故以相若手法示人。此橋人非通道中的橋梁博物館，以羅涇古鎮(zhèn)的歷史伴路人或訪(fǎng)客撫今追昔，領(lǐng)略滄桑陵谷、白云蒼狗。

圖11 潘涇路橋效果圖

（6）青年橋

青年橋位于西起第6 座橋，是一座人非慢行系統(tǒng)橋。

青年橋推薦方案為三幅橋面的桁架橋設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖12），中間一幅橋?yàn)楣靶螛?gòu)造，是主體結(jié)構(gòu)所在，也為在橋上慢行、觀光的行人提供了場(chǎng)所。下層兩幅橋較為平坦，為非機(jī)動(dòng)車(chē)和過(guò)河行人提供空間。

圖12 青年橋效果圖

（7）沈陸宅橋

沈陸宅橋是新川沙河臨長(zhǎng)江口的最后一座橋，是一座人非慢行系統(tǒng)橋。沈陸宅橋位于林地之中，生態(tài)景觀極其優(yōu)美，新川沙河拓寬后的生態(tài)堤岸將與此間的林地、草甸無(wú)縫融合，在最小干預(yù)原則下，通過(guò)一座輕盈通透到能夠消隱在大自然中的步行橋連接起南北兩岸。橋梁設(shè)計(jì)用了較多的元素寓意起航的風(fēng)帆，預(yù)示著新川沙河即將駛?cè)敫匾奈枧_(tái)。

推薦主跨為106 m 的網(wǎng)狀吊桿拱橋。風(fēng)格以大氣、和諧為主，其突出的特點(diǎn)是拱橋結(jié)構(gòu)的力學(xué)美、形態(tài)的弧線(xiàn)美以及近視點(diǎn)的細(xì)節(jié)美（見(jiàn)圖13）。

圖13 沈陸宅橋效果圖

6 結(jié) 語(yǔ)

城市跨行洪干河暨高等級(jí)航道橋梁的設(shè)計(jì)選型是一項(xiàng)系統(tǒng)研究工程，本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外城市橋梁景觀群設(shè)計(jì)實(shí)例，從空間規(guī)劃分析、設(shè)計(jì)理念，再到單體橋梁設(shè)計(jì)，總結(jié)了橋梁方案選型思路與方法。以吳淞江工程（上海段）新川沙河段跨河通道的橋梁方案為實(shí)例，結(jié)合相關(guān)規(guī)劃、地理位置、周邊環(huán)境、工程規(guī)模、當(dāng)?shù)匚幕葘?duì)7 座橋梁的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了統(tǒng)籌考慮，為城市跨行洪干河暨高等級(jí)航道橋梁設(shè)計(jì)選型提供參考。