海南三亞市海棠大道2標段橋梁設計問題的探討

熊振明

（武漢市政工程設計研究院有限責任公司，湖北武漢430015）

1 概述

海棠灣位于海南島南端、三亞市東部，距市區28 km。與亞龍灣、大東海、三亞灣、崖州灣并列三亞五大名灣，具有較好的旅游區位條件。根據海棠灣概念總體規劃、海南省省規委批復、三亞市城市總體規劃，以及中規院關于海棠灣定位的專題研究，海棠灣定位為：“國家海岸”，國際休閑度假區。

海棠大道2標段上共有4座橋，其橋梁中心樁號分別為：K4+835，K6+340，K6+752 及 K7+660，橋梁總長分別為147.04 m、267.04 m、247.04 m和187.04 m。橋梁跨越區段均為濕地軟基，由于在前階段已作出經濟比較，即：該處以橋梁跨越的方式要比軟基處理且高填方方式更經濟，而橋梁建筑通過適當方式的表現可以增添景觀也可對濕地有效保護。在此背景下，對于橋型結構方案和景觀方案，在經過方案可行性研究階段和初步設計階段，最終敲定該橋梁施工圖設計為20 m跨預應力混凝土空心板橋面連續方案。并要求每座橋緊密結合周圍環境作出景觀設計。

本文就以該工程為實例，對該標段橋梁設計中值得注意的幾個問題，就處理方法和思路，以及沿海地區橋梁設計的一些共性問題進行探討。

2 設計主要技術標準

（1）道路等級：城市主干道Ⅱ級。

（2）設計車速：V=40 km/h。

（3）橋梁設計基準期：100 a。

（4）橋梁設計安全等級：一級，結構重要性系數γ0=1.1。

（5）設計荷載:公路——Ⅰ級。

（6）抗震設防標準：地震動峰值加速度0.05g，對應基本烈度6度，按7度構造措施設防。

（7）環境類別：Ⅲ類（海水環境）。環境作用等級:D級。

（8）橋面寬度：采用雙幅橋斷面布置，全幅橋寬：36 m，半幅橋橫斷面布置為：0.5 m（花槽）+4 m(人行道)+2.5 m(綠化帶)+8 m(機動車道)+0.5 m(護欄)+0.5 m（花槽）=16 m，兩幅橋內側綠化帶邊緣的凈距為4 m。

3 排水問題的處理

在市政工程中，往往涉及到地面或地下的種種復雜的管道網絡，如給排水、通訊、電力、天然氣等管網，在有橋梁跨越時很多管道是架設在橋梁上，而在橋梁上一般將該管道設置在較為隱秘的人行道板之下（見圖1）。然而在橋梁本身的橫向排水大多數也是通過預埋PVC管在人行道板下，這樣與縱向的各個管道垂直交叉。于是就會產生兩個問題：問題1，縱向的管道容易把橫向的泄水管壓壞；問題2，人行道的高度本身就受到一定的限制，如果交叉設置兩種管道，需要更加抬高人行道的高度，給行人上橋帶來不便，也影響美觀。

為解決這個問題，該工程中將兩塊邊板設置在行車道與綠化帶交界處，在該邊板的翼緣處預埋PVC泄水管。在綠化帶和人行道側，將綠化帶每隔5 m斷開，中間設計成一個排水槽，水槽底橫坡方向設計成與人行道同向，該水槽處對應的人行道緣石高出人行道板頂部分也做成相應寬度的水槽，這樣就可將人行道上的水導入以上邊板翼緣處預埋的泄水管中（見圖2）。綠化帶排水：在被隔開的綠化帶中形成了一個個花壇的形式，再在綠化帶下的邊板翼緣處預埋相應的泄水管，通過預埋的PVC管凸出現澆層頂的高度可以控制綠化帶中土的水位高度，當然所有泄水管的收水口均應采用相應措施以防堵塞等。

圖1 橋上電氣管線及給水管布置示意圖（單位：mm）

圖2 橋梁上部標準橫斷面示意圖（單位：mm）

通過這種方法排水的優點是：（1）泄水管設置在行車道邊上，可將行車道及人行道上的水及時排到橋下，較橫置在綠化帶和人行道下來說，減小了泄水管長度，同時隨著時間的推移減少了被堵塞的幾率。（2）通過設置兩塊邊板，對于單幅橋橫斷面來說，可以減少一塊中板，這樣減輕了橋梁恒載，也減少了造價。

4 相鄰兩邊板的處理

在單幅橋橫向各空心板之間，受力是通過鉸接的方式傳遞，而在行車道與綠化帶之間的相鄰兩塊邊板之間是斷開的，受力無法傳遞，故為使橋梁橫向整體性得到加強，該處需做適當處理，也為今后隨著道路的發展，可能行車道需要擴寬，將綠化帶去掉改成行車道而作的安全儲備。

可以采取以下兩種措施進行加強：（1）在兩塊邊板的翼緣中各預留出20 cm作為濕接縫，共40 cm的濕接縫寬，中間配相應的鋼筋。其濕接縫鋼筋布置如圖3所示。（2）在兩塊邊板之間腹板與翼緣處設置橫隔板，以加強其橫向剛性，橫隔板分別在梁端、跨中和1/4處設置，兩塊邊板間共設置5道橫隔板，橫隔板厚度為20 cm。鋼筋布置如圖4所示。

圖3 邊板之間濕接縫鋼筋布置示意圖（單位：mm）

圖4 邊板之間橫隔板鋼筋立面圖（單位：mm）

5 景觀設計

該工程4座橋可以分別結合周圍環境和規劃做到一橋一景。由于設計標高距離地面標高平均在5 m左右，均受橋下凈空低的限制，橋梁的景觀難以通過橋梁下部結構來表現，且結合前期可研方案和初步設計方案階段綜合考慮，該橋不采用其它橋梁結構形式（如拱橋、斜拉橋等結構形式）來體現景觀，而是采用最經濟且施工便捷的橋梁結構再加上橋梁裝飾，以達到標新立異的景觀效果。下面就4座橋景觀裝飾的最主要部分——欄桿裝飾的設計思路和理念分別作總結和分析：

一號橋：橋梁中心樁號為K4+835，該區域周邊規劃用地以公園、旅游度假、居住（二類）為主。由于龍江塘周邊規劃設置國際會議中心、七星級酒店、國際組織駐地等，且一號橋附近正在興建龍海風情小鎮，故該橋景觀以“傳統即國際”為設計理念，通過借鑒當地傳統建筑符號形成橋梁景觀特色。人行道效果如圖5所示。

圖5 一號橋人行道效果圖

地域風情欄桿望柱造型和以“景窗”為創意鋪裝圖案設計理念萃取于“龍海風情小鎮”和“嶺南印象園”特色建筑景觀元素，結合綠化、亮化及燈光，營造古樸清雅的橋梁景觀。

二號橋：橋梁中心樁號為K6+340，該區域周邊規劃用地以旅游度假、居住（一類）、體育休閑社區為主。故該橋景觀以表現高爾夫運動元素為主，展現時尚休閑運動理念。人行道效果如圖6所示。

圖6 二號橋人行道效果圖

以高爾夫文化為主題，與周邊體育休閑用地性質相匹配，通過欄桿造型、地面特色鋪裝，流線型花槽結合燈光的巧妙設置等景觀，展現時尚休閑運動理念。

三號橋：橋梁中心樁號為K6+752，該區域周邊規劃用地以公園、酒店、住宅（一類）為主。由于該橋跨越指狀濕地水道，自然生態環境優美，且酒店周邊設計具有獨特的景觀構筑物，便于活躍環境氛圍，故該橋景觀以漁村為題材，反映海島漁民獨特的生活情趣。欄桿及側面效果如圖7所示。

圖7 三號橋欄桿及側面效果圖

以漁村為題材，通過欄桿造型、質樸地面鋪裝，編織紋理種植箱、LED燈光帶等景觀，反映海島漁民獨特的生活情趣。

四號橋：橋梁中心樁號為K7+660，該區域周邊規劃用地以公園、旅游度假為主。由于該橋深入指狀濕地，跨越濕地水道，水環境和生態環境親和力要求較高，故該橋景觀以水生動植物為素材，體現趣味性和生態科技的魅力。人行道效果如圖8所示。

以海濱水生動植物為素材，通過仿生欄桿造型、水紋地面鋪裝、夜景燈光效果等景觀，反映妙趣橫生的濕地特色生態環境。

6 耐久性設計

圖8 四號橋人行道效果圖

由于三亞所屬南海區域，海水中存在高濃度氯離子和大量硫酸根離子鎂離子，在海風、鹽堿土和鹽堿水環境（下部結構）等中也存在多種侵蝕因素，對鋼筋和混凝土造成嚴重腐蝕。這些腐蝕因素直接影響結構的使用壽命，為保護橋梁的使用壽命，加強橋梁的抗鹽侵蝕能力，因此有必要加強對橋梁的防腐和耐久性設計。所采取的措施主要從以下幾個方面來探討。

6.1 提高混凝土標號

采用高性能混凝土，全橋每個構件采用的混凝土標號最低為C35混凝土，主梁采用C50混凝土，該混凝土的技術指標應滿足設計要求并符合《公路工程混凝土結構防腐蝕技術規范》的要求，并應按照規范的要求進行質量檢驗與驗收，這是改善混凝土和鋼筋混凝土結構耐久性需采取的根本措施。

6.2 增加混凝土保護層厚度

增加混凝土結構保護層對于橋梁耐久性設計而言是很有效的途徑之一，橋梁各個結構部位采用的保護層厚度如表1所列。

表1 橋梁結構保護層厚度表

6.3 控制結構裂縫寬度

由于橋梁所處環境為海水環境，在混凝土有裂縫的地方會首先破壞，裂縫會增加混凝土的滲透性，從而使侵蝕破壞作用逐步升級、導致混凝土的耐久性不斷下降。根據該工程4座橋各巖土勘察地質報告中水的化學特征及水、土的腐蝕性描述，其 CL-、SO42-、Mg2+、PH 值等濃度及酸性值均對混凝土結構有侵蝕性，因此應該對橋梁的各個結構的正常使用極限狀態下的裂縫寬度控制在更小的值內。

6.4 混凝土表面涂防腐涂層

依據橋梁各個結構部位的不同，在已施工完的橋梁構件混凝土表面及時涂上相應的防腐材料，這樣可以降低氯離子等的滲透速率和降低混凝土碳化速率。具體措施有三個。

6.4.1承臺位于土中區，承臺外表面采用表面涂層（見表 2）

表2 承臺表面防腐涂層表

6.4.2 橋墩蓋梁、墩柱防腐涂層（見表3）

表3 蓋梁墩柱表面防腐涂層表

6.4.3空心板外露部分防腐涂層設計

空心板外露部分采用異丁基三乙氧基硅烷浸漬或其他可靠有機硅烷浸漬。有機硅烷類涂料應根據使用情況定期檢測補涂，向廠家提出產品的使用期限要求，并制定出后期維護方案。

6.5 混凝土鋼筋阻銹劑

阻銹劑能有效阻止或延緩氯離子對鋼筋鈍化膜的破壞。阻銹劑的摻量參照《鋼筋阻銹劑使用技術規程》（YB-T9231-1998）擬定。所以在施工現場要注意及時對鋼筋進行除銹和采用鋼筋阻銹劑措施。

7 結語

本文以海南三亞市海棠大道2標段4座橋梁工程為背景，針對市政橋梁中這種預應力空心板橋面連續結構中存在的排水、過橋管線等共性問題的處理；對該橋型結構作景觀裝飾的設計創意和理念；對熱帶沿海地區橋梁的耐久性設計所采取的措施方面進行了總結和探討，也對類似工程的設計有一定的借鑒作用。

[1]JTG D62-2004，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范[S].

[2]JTG/T B07-01-2006,公路工程混凝土結構防腐蝕技術規范[S].

[3]JTG D60-2004,公路橋涵設計通用規范[S].

[4]趙欣，康莉，曹景.濱海新區橋梁設計問題的探討[J].城市道橋與防洪，2011，（11）：66.

[5]YB-T9231-1998,鋼筋阻銹劑使用技術規程[S].