安化縣柘溪危橋改造總體方案

【摘 要】安化縣柘溪危橋改造工程要解決以下幾個問題：防洪、通航、交通。在設計過程中，通過橋位對比、橋型選擇、橋跨比選，采用鋼箱梁加變截面連續箱梁組合橋梁結構實現上述功能，為山區涉水橋梁設計提供參考。

【關鍵詞】危橋改造； 橋位對比； 橋型選擇； 橋跨比選。

【中圖分類號】U445.6【文獻標志碼】B

0 引言

擬改造的危橋位于資江橋位于安化縣柘溪鎮，跨越資江，柘溪水庫下游，柘溪郵政局附近。舊橋建于20世紀60年代，橋面窄、設計荷載低，已不能滿足交通需求（圖1、圖2）。

橋梁跨越湖南四大水系之一的資江，且位于柘溪水庫下游，需要考慮通航和防洪要求；橋梁位于山區，橋梁兩頭展線長度不寬裕；安化縣是全國貧困縣，工程造價也是需要重點考慮的因素，這使得本橋梁的設計存在一定的難度。

1 設計標準

本項目主要設計標準：

（1） 道路等級：四級公路。

（2）設計車速：30 km/h。

（3）設計荷載：公路-II級。

（4）航道等級：Ⅳ-（3）級。

（5）設計洪水頻率：1/100。

（6）設計基準期：100年。

（7）設計安全等級：一級。

2 總體設計

2.1 橋位選擇

本項目屬于危橋改造項目，橋位處于居民集中區，橋梁主要解決南北兩岸居民出門問題，故新建橋梁橋位的選擇主要有以下方案（圖3）。

橋位方案一：現狀資江橋上游：現狀資江橋的上游處于河道轉彎處，違背橋位選擇的原則；且離柘溪水庫很近，水庫開閘后，水流對橋的沖擊影響很大，故此處不適合新建橋梁。

橋位方案二：現狀資江橋橋位處：根據業主提供的資料，此處資江航道等級為Ⅳ-（3）級航道級航道，通航水位為100.91 m，而現狀資江橋橋位處南北兩側橋頭處地面標高為107 m左右， 通航不滿足要求，且北岸橋頭處考慮平交影響，有部分建筑物需拆遷。故此處橋位也不理想。

橋位方案三：現狀資江橋下游處：現狀資江橋下游處于河道順直段，滿足橋梁設計原則，且下游200 m處新建橋梁將不影響建筑拆遷。北岸地面高程為112.58 m，橋梁通航也滿足要求。

綜上所述，新建橋梁橋位選擇在現狀資江橋下游210 m處。

2.2 橋型選擇

橋梁一般為梁式橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋等。相對而言，拱橋、斜拉橋和懸索橋適用于較大跨徑橋梁，造價高、后期維護成本高，且將這三類橋建于峽谷底部景觀上也不美觀，對本項目是不經濟的。

故本橋橋型方案定位為梁式橋。

2.3 標準橫斷面

舊橋橋面寬度為7.3 m，為雙向2車道。

根據安化交通體系規劃，遠期沒有建設高等級公路的規劃，本次車行道采用2車道，同時設置人行道，實現人車分離。標準段寬度為14 m，即：2 m（人行道）+10 m（車行道）+2 m（人行道）=14.0 m（圖4）。

2.4 最小跨徑要求

本橋橋位處于資江航道柘溪段，現狀航道等級為Ⅵ級，通航孔位于主橋北側邊跨，該段航道航槽彎曲、狹窄、水深不足，航道條件差，船只通過引船道采用提升方式通行（圖5）。

橋位軸線的法線方向與水流方向的夾角為90°，航道部門要求采用北側第2孔通航，且橋梁跨徑需滿足規劃Ⅳ（3）級航道標準，跨徑不小于65 m的橋型方案。

3 橋梁比選

3.1 方案一

橋位處兩頭現狀地面高差有6.9 m，且通航孔靠近北側，受最高通航水位100.91 m，與通航凈空（45 m×8 m）的限制。采用變截面連續箱梁，橋梁結構高度比較大，根部梁高5.6 m。橋梁縱坡按照規范允許最大縱坡設計，在橋梁南側與明珠大道相交位置將有2 m多高差，故需設置A、B匝道與現狀明珠大道順接。橋跨組合為：18 "m北引橋+ （65+95+60） m變截面連續箱梁+16.5 m現澆箱梁+3×18 m現澆箱梁（A、B匝道）（圖6）。

方案一是將通航孔作為橋梁邊跨，在按合理跨徑比設置中間跨，主橋橋梁布置較為合理；但因高差大，明珠大道側需設置匝道，交通上存在一定的不合理性。

3.2 方案二

方案二在滿足規范的前提下，著眼于實現橋梁與明珠大道的直接平交，減少交通干擾。

首先，為減少橋梁結構高度，采用鋼結構橋梁作為通航跨（一跨一聯），橋梁結構高度取3.0 m，通航孔范圍（K0+029.13～K0+094.13段）最低標高為：100.91 m（最高通航水位）+8 m（通航凈高）+3.0 m（橋梁結構高度）+0.8 m（橋面鋪裝等富余量）=112.71 m。

按照以上原則，道路縱斷面最大縱坡為3.0%，坡長200.48 m，最小縱坡為0.728%，坡長62.5 m。南側能直接與明珠大道平交。但需要將明珠大道的地面標高適當抬升，同時拆遷柘溪水庫部分配套用房（圖7）。

3.3 方案比選

方案比選見表1。

經過反復對比，最終選擇方案二作為實施方案（圖8）。

4 結束語

安化縣柘溪危橋改造工程目前正在建設，建成后將為當地交通順暢、經濟發展提供良好的交通條件。通過方案比選，結論有：

（1）涉水橋梁必須首要解決防洪和通航問題，這是控制橋梁規模的首要條件。

（2）應做好橋梁接線工作，特別是與橋頭交接道路的交通問題。

（3）山區峽谷橋梁，更宜采用平坦的梁式橋，已與周邊的環境相協調。

（4）方案比選時，可以采用不同的材料如鋼結構以降低梁高。

參考文獻

［1］ 中華人民共和國交通運輸部.《公路橋涵設計通用規范》JTG D60—2015［S］.北京：人民交通出版社有限公司，2015.

［2］ 中華人民共和國交通運輸部.《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》： JTG 3362—2018［S］.北京：人民交通出版社有限公司，2018.

［作者簡介］熊翀（1980—），男，高級工程師，注冊咨詢工程師，從事城市道路與橋梁設計管理工作。