广州市某跨海工程方案研究

周天喜

（广州南沙开发区建设科学技术委员会办公室 广州511455）

1 工程概况

某跨海工程位于广州市南沙区的东南部，跨越蕉门口外的龙穴南水道，规划为东西向贯穿并连接万顷沙片区与龙穴岛片区的城市主干道。

本工程西起万顷沙镇红莲路与迪安路路口，东至龙穴大道，在万顷沙九涌和十涌之间穿越龙穴南水道，主线全长约2.2 km。

本工程将成为万顷沙片区与龙穴岛片区重要的市政道路通道，在确立自由贸易试验区区块后，项目的建设为南沙地区提供了横向的快速交通通道，也为龙穴岛对外联系增添了通道，改善了南沙地区的交通网络，更是万顷沙保税港加工制造业区块及海港区块-龙穴岛作业区之间的重要通道之一，本工程平面如图1所示。

本工程未来将延伸至中山境内，为南沙港构建一条西向腹地的快速疏港通道，将加快南沙以西的广大区域的货物进出南沙港的运输速度，加强广州市南沙港同其周边地区的交通联系。对带动南部组团的土地利用乃至南沙地区的土地整体开发，带动城市南拓，拉开城市布局，疏散城市功能，优化城市空间结构具有十分重要的意义，是配合城市总体规划的战略性基础设施，必将进一步增强广州作为区域中心城市的集聚和扩散功能，将扩大自由贸易试验区的辐射范围。

图1 广州市某跨海工程平面Fig.1 The Plan of Cross-sea Project in Guangzhou

2 桥隧论证

本次研究对该跨海工程桥梁推荐方案和隧道推荐方案进行综合比选，其中桥梁推荐方案为主跨458 m的双塔斜拉桥方案，隧道推荐方案为万新大道西侧接地沉管隧道方案。桥隧方案比选的范围相同（均为本项目研究范围），即起点均位于红莲路与迪安路路口，终点均位于龙穴岛匝道与龙穴大道衔接点。

2.1 技术标准

⑴结构设计基准期：100年。

⑵桥梁设计荷载：汽车荷载为城-A 级及公路Ⅰ级，人群荷载按规范取值。

⑶ 抗震设防类别：乙类，抗震设防烈度7度。

⑷设计安全等级：一级。

⑸设计洪水频率：特大桥1/300。

⑹通航标准：龙穴南水道航道等级为Ⅰ级，通航3 000 t海轮；通航净空有待通航论证进一步确定。

⑺设计基本风速：百年一遇V10=32.6 m/s。

2.2 桥梁方案

主线桥梁基本服从城市道路跨海工程通道规划，万顷沙侧接线桥梁轴线与规划道路中心线一致，桥梁方案平面如图2所示。

图2 桥梁方案平面Fig.2 The Plan of Bridge scheme

龙穴南水道现状为内河Ⅰ级航道，通航3 000 t级海轮；发展规划为可通航5 000 t 级杂货船的沿海航道，主桥通航孔跨度选择受河道防洪规划及通航条件2 个因素控制。另外，结合临近桥梁的孔跨及净空要求，特别是本桥与南沙港铁路龙穴南水道桥同属于“龙穴南水道北段”航道，本桥应采用不低于临近在建桥梁标准，通航净空及孔跨布置应不小于南沙港铁路桥，考虑桥梁轴线与航道夹角影响，本桥跨度应适当加大，故本桥主跨跨度应不小于452.7 m。本次桥梁方案研究，跨龙穴南水道主孔跨度暂定为458 m。

过水管设置在主桥中央分隔带范围内，除双向六车道外，在道路两侧各设置了通信及燃气管线过江，截面箱内正中设高压电缆通道。桥梁方案横断面示意图如图3所示。

2.3 隧道方案

经过必选，沉管方案线形条件、交通疏解、疏散救援、地层适应性、施工难度、工期保障等方面相比盾构方案具有较大优势（沉管方案与盾构方案的比选本文不再赘述）。因此，本次研究推荐沉管隧道方案，即隧道在万新大道以西接地，并设置平行匝道方案，隧道方案平面如图4所示。

图3 桥梁方案横断面示意图Fig.3 Schematic Diagram of Cross Section for Bridge Scheme （mm）

隧道横断面采用两孔两管廊矩形结构。左右行车孔之间设置中廊道，廊道上、下层敷设隧道管线，中间层作为疏散通道。隧道顶部预留800 mm 设备安装空间，两侧预留0.15 m 的装修空间和施工误差，隧道外侧管廊作为市政过江管线敷设空间，隧道方案横断面示意图如图5所示。

图5 隧道方案横断面示意图Fig.5 Schematic Diagram of Cross Section for Tunnel Scheme (mm)

2.4 桥隧方案比选

桥梁及隧道2种方案综合比较如表1所示。

对双塔斜拉桥方案和万新大道以西接地沉管隧道方案从多方面进行了深入比选，桥梁、隧道方案技术上均可行。

在线形条件、运营期防洪和通航、岸线利用、搭载超高压线缆等方面隧道方案优于桥梁方案，而在逃生疏散、环境保护、行车舒适性、危化品车辆通行、人行交通、施工期对防洪和通航的影响、施工期对既有道路的影响、施工工期、工程投资、运营维护成本等方面桥梁方案优于隧道方案；经综合比选，桥梁方案更具优势［1-2］。

3 桥梁方案研究

3.1 桥型方案研究

结合主孔跨径及受力的要求，主桥可选的桥型主要有斜拉桥（方案1）、自锚式悬索桥（方案2）和钢拱桥（方案3）这3种桥型。各种桥型方案比较如表2所示。

表1 桥隧方案比较Tab.1 Comparison of Bridge and Tunnel Scheme

由表2可知，从桥梁景观性、施工难度、受力性能、施工期间对航道的影响及经济性能方面综合考虑，斜拉桥的整体优势更大，作为推荐方案［3-5］。

3.2 主桥结构体系研究

根据水利及通航主管部门的批复意见及本桥方案设计阶段论证情况，本跨海大桥工程实施方案采用主跨580 m 的斜拉桥方案。从引桥匝道接入条件，结构受力的合理性、经济性等方面考虑，主桥桥型方案采用混合梁斜拉桥，边跨采用混凝土主梁，主跨采用钢箱梁或结合梁［6-7］。

主桥方案1 采用（62+104+580+104+62）m 双塔斜拉桥，主桥全长912 m，其中主跨采用钢箱梁，边跨采用混凝土主梁，立面布置及横断面分别如图6 所示。主桥边跨长166 m，边中跨比例为0.286。主桥结构采用半漂浮体系。

主桥方案2 采用（92+104+580+104+92）m 双塔斜拉桥，主桥全长972 m，其中主跨采用结合梁，边跨采用混凝土主梁，立面布置及横断面分别如图7 所示。主桥边跨长196 m，边中跨比例为0.338。主桥结构采用半漂浮体系。

图7 方案2立面及横断面布置Fig.7 The Scheme 2 Elevation and Cross Section Layout （cm）

2种不同桥梁的结构体系比较如表3所示。

通过对桥梁的功能、技术特点、施工特点、工期以及造价等方面进行综合比较，推荐方案1（62+104+580+104+62）m混合梁斜拉桥（主跨钢箱梁）方案作为本桥的推荐方案。

4 结语

通过对广州市某跨海工程方案的深入研究，桥梁、隧道方案在技术上均可行，在线形条件、运营期防洪和通航、岸线利用、搭载超高压线缆等方面隧道方案优于桥梁方案，而桥梁方案在使用功能、工程投资、后期运营维护成本等方面优势显著。经综合比选，桥梁方案更具优势。对桥梁方案进一步综合研究比选，（62+104+580+104+62）m 混合梁斜拉桥（主跨钢箱梁）方案性价比最高，作为该跨海工程的实施方案。该工程方案设计具有一定的代表性，可为类似工程提供参考与借鉴［8-10］。

表2 桥型方案比较Tab.2 Comparison of Bridge Scheme

表3 桥梁结构体系比较Tab.3 Comparison of Bridge Structure