湖南省最长桥梁-沅水特大桥引桥方案设计

苏 雨

（北京建达道桥咨询有限公司，北京 100015）

湖南省最长桥梁-沅水特大桥引桥方案设计

苏 雨

（北京建达道桥咨询有限公司，北京 100015）

文章阐述了二连浩特至广州国家高速公路（湖南省澧县至常德段）上的沅水特大桥设置原因、桥型方案选择及其设计要点。

湖南省；最长桥；引桥；设计

随着我国经济的大发展，大规模的基础设施建设正如火如荼的展开。当然，公路桥梁建设也发展迅速，较大、较长的桥梁随处可见。这里介绍的是目前湖南省内最长的桥梁——沅水特大桥，该桥全长为15.888 km，主桥为75 m＋5×130 m＋75 m连续梁-刚构组合梁桥。引桥以30 m跨T型梁为主，辅助以25 m跨T型梁及跨公路、沟渠的现浇箱梁。本桥之所以堪称湖南省最长桥梁，主要归功于其引桥长度，所以引桥的桥型、桥跨的合理选择，是本桥设计的命脉所在。

1 工程概况

本桥属于二连浩特至广州国家高速公路（湖南省澧县至常德段）上的一座特大桥。该高速公路是国家高速公路网中的第六纵线，湖南省澧县至常德段是湖南省“五纵七横”高速公路主骨架建设方案的第四纵。沅水特大桥位于常德市以东的西洞庭湖平原，跨越沅澧大圈和沅南大圈。主桥所跨沅水为湖南省四水（湘、资、沅、澧）之一，且为湖南省干线航道网中的一条。本设计合同段路线初步设计阶段全长为26.96 km，施工图阶段为26.825 km，沅水特大桥全长约占路线总长的60%。根据桥梁长度及工程造价，将沅水特大桥按施工合同段划分为5个特大桥，分别为沅水特大桥1～5号桥，桥长分别为3697.5m、3515m、3182m、2 770 m和2 723.5 m。

桥位处地势平坦，沿线均为农田，密布鱼塘、珍珠养殖塘、沟渠等。地质情况如下：主桥处地面以下依次为粉砂、黏土、圆砾和泥岩。引桥地面以下依次为灰褐色填筑土、淤泥质黏土、灰褐色亚黏土、黄褐色亚黏土、灰褐色细砂、杂色卵石、灰褐色圆砾。

2 沅水特大桥高架桥方案的确定

本项目是在洞庭湖平原重点垸里布线。按常规设计，除跨河、跨地方道路及行洪需要设置必要的桥梁、涵洞、通道外，其余段落均应考虑做路基，但从各方面综合考虑，该路段设计却以高架桥方案作为推荐方案。原因见高架桥方案与高路堤方案比较，见表1、表2。

经初步测算，高架桥方案比高路堤方案多5.148亿投资，该部分投资占该段总投资的17.23%左右。但从尽量节省基本农田、保护洞庭湖平原生态环境、保障湖区的防洪抗涝、方便两侧人车通行以及保持高速公路与柳叶湖景区的一致性等因素综合考虑，将高架桥方案作为推荐方案。

3 桥型、桥跨的确定

表1 高路堤与高架桥主要工程数量比较表

表2 高路堤与高架桥方案比较表

本项目桥梁工程桥址地区地质条件较差，地层变化明显，广泛分布软土地基，因此做好桥型、桥跨的比选工作，尽量减少基础工程数量，对于降低工程造价具有决定性意义。

表3 几种桥型、跨径技术经济比较表

在以上结构比选中，空心板桥型从造价方面考虑不占优势，同时考虑目前空心板结构在使用阶段出现的桥面开裂及支座托空等常见病害，对于如此长度的桥梁来讲也不适合；现浇箱梁考虑施工进度慢、造价高也不宜大量采用，因此在剩余两种桥型中，采用较经济的组合箱梁应该作为该项目的推荐方案。在跨径选择方面，30 m跨径比25 m跨造价增加不大，35 m跨径相对造价增加较大，再从整座桥配置桥墩数量等综合考虑，30 m跨径应该是最佳选择。以上比选中未考虑40 m跨及以上跨径，一是40 m跨径建筑高度较高，不利于控制桥下的道路净空，二是考虑填土高度平均在10 m左右，较大跨径与墩高不成比例。

由以上比选，30 m跨组合箱梁应作为本项目的推荐方案。但湖南省东常高速公路建设开发有限公司考虑当地情况，根据当地施工技术经验，下发了《关于常德沅水特大桥南北引桥上部构造采用方案的意见》的意见：高架桥由原方案上部结构采用预制组合箱梁，在本阶段均改为吊装重量较轻、当地可利用的模板较多、施工技术成熟、施工经验丰富、容易保证施工质量和施工安全、能有效控制工期、便于管理的预制T型梁。因此最终30 m跨T型梁成为了本项目的推荐方案。

由此可见，工程造价在桥型方案的选择上起到举足轻重的作用，但当地的建设施工经验及习惯也是影响桥型方案的重要因素。

4 沅水特大桥设计要点及重点

本桥的最大特点是桥长，因此如此之大规模的桥梁对于设计来讲，首先要考虑的是如何方便施工，设计时考虑工程质量和工程安全的同时，把能有效控制工期、便于管理作为设计的重点。下面就设计要点及重点介绍如下：

4.1 桥跨布置

本桥在跨越马家吉河（孔径布置为40 m+60 m+40 m）、跨越沅水大堤引桥（南岸40 m＋2×60 m＋40 m，北岸35 m＋2×60 m＋35m）及主桥（75 m＋5×130 m＋75 m）的孔径布置经各部门及专家论证后已确定，不宜更改。同时由于芦荻山互通位于本特大桥中间，布跨就分别以马家吉河及沅水处为中心向两边推进，最终碎跨在芦荻山互通变宽段进行调整。桥梁布孔尽可能地采用预制结构，且应做到跨径角度尽可能正交，预制梁长尽可能地相等，这样可极大地方便施工。本着这个原则，预制梁在墩顶的现浇段采用了变宽的处理方式以确保预制梁长相等（由于路线半径普遍较大，此点比较容易实现）。在跨路、跨渠处首先采用25m跨径与30 m跨径预制梁配以独柱墩来调整布跨，如果以上两种跨径难以满足跨越要求，则考虑采用现浇箱梁配以独柱墩或双柱墩来调整跨径。

4.2 结构设计

（1）预制T梁：上部预制T梁跨径主要以30 m为主，按横断面布置宽度分为3种形式，一是标准双幅断面，单幅桥宽13.5 m，二是中央分隔带开口处，采用全宽断面28 m，三是芦荻山互通主线处，单幅桥宽17.5 m。25 m跨的T梁有两种形式，一是标准双幅断面，单幅桥宽13.5 m，二是仅作为边跨与30 mT梁形成连续结构，梁高与标准30 m梁高相同为2 m。具体T梁类型见表4。

（2）等截面现浇箱梁：上部现浇箱梁设计时采用多种跨径，且芦荻山互通主线现浇箱梁为变宽，标准跨径标准宽度的几种现浇箱梁尺寸见表5。

（3）变截面现浇箱梁：设计中采用变截面箱梁的全部类型见表6。

（4）其他设计需注意的地方：①本桥由于距离市区较近，设计要考虑地方道路的长远发展，留足净空，做到以人为本。②由于桥长且大，设计首先要考虑方便施工。上部结构设计对施工的考虑前文已做说明。下部结构设计，桥墩主要以直径140 cm柱式墩为主，基础以直径150 cm的桩基础为主。只有特殊情况（如跨越需要）才采用不同尺寸的墩桩形式，因此下部设计基本做到尺寸统一。③桥梁分联也是本桥设计时考虑的关键因素之一。分联太长从结构安全、耐久性及桥墩受力等方面均不利；太短则需要设置过多的伸缩缝，影响行车的舒适性，而且也不经济。本桥在设计时，在满足伸缩缝变形量及桥墩受力的基础上，尽量采取了较长的联长。④施工标段的划分在桥梁的分联处，方便两个标段进行施工组织安排。⑤对于大长桥要在桥上设置中央分隔带开口，中央分隔带开口间距要满足规范要求。

表4 预制T梁类型列表

表5 标准现浇箱梁类型列表

表6 变截面现浇箱梁类型列表

5 结束语

通过本项目的设计认识到桥型方案的确定是桥梁设计的重中之重，因此桥型方案的比选及论证必须做到详细且全面。再者设计时要重视桥梁孔跨布置，因为如此之长大桥梁牵一发而动全身。最后对于长大常规桥梁要把方便施工组织安排作为设计的重点。

[1]中交公路规划设计院.JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]中交公路规划设计院.JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3]北京建达道桥咨询有限公司.《二连浩特至广州国家高速公路（湖南省澧县至常德段）公路初步设计》2008年6月.

[4]北京建达道桥咨询有限公司.《二连浩特至广州国家高速公路（湖南省澧县至常德段）公路施工图设计》2008年12月.

The Approaching Bridge Plan Design of the Longest Bridge in Hunan Province-Yuanshui Bridge

Su Yu

The article describes the settingreasons,bridge type plan selection and design features ofYuanshui Bridge on the national highwayfrom Erlianhaote toGuangzhou(Li CountytoChangde section in Hunan Province).

Hunan Province;the longest bridge;approachingbridge;design

U442.5

A

1000-8136(2011)05-0070-03

苏雨，男，1977年10月出生，河北唐山人，2001年毕业于北京工业大学交通土建工程专业，工程师。