溫州市甌江特大橋主橋設計

伍 英

(湖南省交通規劃勘察設計院，湖南長沙 410008)

1 概述

104國道自北京至福州，是國道主干線之一，也是浙東南地區的重要交通動脈。目前溫州境內的主要經濟強鎮基本沿現有104國道兩側布局，104國道對溫州的經濟發展發揮了舉足輕重的作用，主要承擔著溫州東部沿海縣市區的過境交通和市域范圍內的混合交通。雖然高速公路擔負了主要的過境交通，但104國道溫州市區至瑞安、平陽方向上的日交通流量仍然高達7萬輛，主要擔負區間交通，而且目前104國道的布局基本位于溫州東側的沿海區域，部分路段兩側已經嚴重城鎮化，為完善公路網絡，提升104國道干線公路的服務水平，急需新建104國道溫州過境公路，使高速公路和104國道線自成網絡體系，以充分發揮104國道線在區域干線交通網絡中的主骨架效能。甌江特大橋為104國道溫州西過境永嘉張堡至甌海桐嶺段改建工程上的重要節點工程，大橋起于溫州市永嘉縣礁下，止于仰義鄉近甌江西岸太山山頭。結合兩岸的實際景觀，當地政府對本橋主橋橋型的設計提出了很高的要求。

2 橋型方案比選

2.1 主要設計技術標準

1)工程等級:一級公路，特大公路橋梁，兼顧城市功能;

2)設計荷載:公路Ⅰ級，人群荷載3.5 kN/m2;

3)設計車速:80 km/h;

4)設計洪水頻率:300 a一遇;

5)通航標準:凈寬×凈高為200 m×21.5 m，最高通航水位h=4.00 m，最低通航水位h=0.00 m(1985年國家高程基準);

6)橋面寬度:雙向6車道加人非混行道，主橋橋面全寬36.0 m;

7)地震動峰值加速度小于0.05 g，反應譜特征周期為 0.35 s。

2.2 橋位區域工程地質和水文條件

大橋位于甌江下游，橋位區屬于區域性北東向溫州—鎮海大斷裂和泰順—黃巖大斷裂之間，緊靠北西向淳安—溫州大斷，巖體較完整。橋址區地層分布復雜，上部有第四系軟土、卵石等分布，下伏基巖為下白堊統朝川組流紋質含角礫晶屑熔結凝灰巖。

橋位區地表水為甌江大河，橋位區地表水為甌江大河，受潮汐影響，水類型為潮汐海水，水流湍急，沖刷作用強，甌江海水為不正規半日潮，最高潮水位5.44 m，最低潮水位－2.43 m。橋位區地下水主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

2.3 方案總體設計原則

橋型方案的選擇在滿足使用要求和經濟使用的前提下，力求技術先進，結構新穎，行車舒適安全，同時考慮泄洪、通航、地質、地震條件以及城市交通發展的要求，富有時代氣息，與地形、地貌和周圍環境景觀的協調配合，充分體現現代化橋梁建設新水平。而主橋跨徑對于橋型選擇、工程規模、工期、造價有重要的影響。

本橋主橋跨徑布置控制因素主要有兩個方面:

1)通航要求。依據航道部門批復，橋位處需設置1 000 t級海輪的單孔雙向通航孔一處，通航凈空不小于200 m×21.5 m。主橋布跨受規劃航道走向控制，為滿足航運要求，主跨應采用220 m以上的跨徑一孔跨越通航水域。

2)水文自然條件要求。橋位處水面寬度約840 m，橋位斷面河床呈兩頭深、中間淺形態，深水區主要位于甌江東岸附近，橋位處主航道并不在河道深水區位置，河道深水區寬約200 m，為避免在深水區設置橋墩，增加橋梁基礎施工難度和建設成本，主橋考慮采用200 m以上跨徑一孔跨越橋位處深水區。

綜合考慮以上兩個控制因素，甌江特大橋采用主跨2×225 m方案。

本工程橋梁全長1 326.6 m，引橋采用30 m現澆連續箱梁和40 m結構連續T梁。初步設計主橋提出了(135+2×225+120)m三塔矮塔斜拉橋、2×225 m獨塔組合梁斜拉橋和(135+2×225+120)m連續剛構共三種橋型方案。經過技術經濟比較，推薦主橋采用(135+2×225+120)m三塔矮塔斜拉橋。

2.4 各方案對比研究

為充分體現“安全、適用、經濟、美觀”的原則，初步設計對甌江特大橋的三個橋型方案進行了全方位的比較，確保選定的橋型方案科學合理。

2.4.1 三塔矮塔斜拉橋方案(推薦方案)

如圖1，主橋結構為(135+225+225+120)m三塔矮塔預應力混凝土斜拉橋，采用塔、梁、墩固結體系。主梁采用變高度斜腹板單箱三室斷面，主梁頂板寬35.5 m，懸臂長 6.75 m。跨中梁高 3.8 m，主塔根部梁高6.8 m，梁底曲線按1.8次拋物線變化。主塔為倒“Y”造型鋼筋混凝土結構，主墩采用雙肢薄壁墩，基礎采用鉆孔灌注樁基礎，樁頂設置承臺與橋墩連接。

矮塔斜拉橋介于連續梁和斜拉橋之間，有著優越的結構性能。主塔采用滑模施工。主梁采用懸澆施工，施工工藝成熟，工期有保證，施工過程不影響船舶的正常通行。矮塔斜拉橋主塔相對較低，與周圍建筑不會產生視覺沖突，易與周邊環境協調一致。集中錨固于主塔頂部的拉索，更是給人以蒼勁有力的感覺。此外，本橋采用橋面中央布置的單索面斜拉橋，使得橋梁整體上看起來更加簡潔、大方。橋塔立面上強調線條優美流暢，斷面上凸顯層次變化，展現橋塔的雕塑感和層次感。在梁的設計中，采用大懸臂配翼緣加勁肋的單箱三室斜腹板箱形截面，梁的正立面形態為較為平緩的曲線型，與塔型配合完美，橋型舒展柔和。矮塔斜拉橋造價較為經濟。

圖1 三塔矮塔斜拉橋方案

2.4.2 獨塔組合梁斜拉橋方案(比較方案)

如圖2，主橋結構為2×225 m的獨塔組合梁斜拉橋，半漂浮體系。主梁采用鋼—混凝土組合梁，橋塔采用鉆石型索塔，基礎采用群樁基礎。

該方案橋塔氣勢雄偉，景觀效果好。主塔為鉆石型，采用提升滑模施工。上部結構拉索為空間雙索面，主梁為鋼－混凝土組合梁，施工時采用塔吊吊裝鋼梁，再在鋼梁上安裝混凝土橋面板，主梁為鋼混結合受力，設計施工難度較大，施工過程中對正常通航有一定影響，整體造價高。

2.4.3 連續剛構橋方案(比較方案)

如圖3，主橋結構為(138+2×225+120)m變截面預應力混凝土連續剛構。雙肢薄壁主墩，群樁基礎。

主梁截面采用分離式單箱單室斷面，三向預應力結構，主梁采用懸臂澆筑方法施工，設計及施工技術成熟。該方案結構簡單，線條流暢，但由于跨徑較大導致主梁梁高較大，而主墩墩高較矮，主墩尺寸較小。視覺上感覺結構笨重，有頭重腳輕之感，影響美觀。在同類型橋梁中跨徑偏大，后期營運階段存在跨中下撓、腹板開裂等病害。

2.5 方案分析比較

針對以上三種方案，從設計考慮的重點因素出發，比較如表1所示。

圖2 獨塔組合梁斜拉橋方案

圖3 連續剛構橋方案

表1 方案比較

從景觀、經濟、結構安全，施工工藝等多方面綜合比較，推薦采用三塔矮塔斜拉橋方案。

3 結語

本文所介紹的甌江特大橋，其地形、通航、地質條件都較為復雜，在橋型選擇，橋跨布置以及方案比選方面的工作，具有一定的工程參考價值。大橋建

成后，必將成為甌江上一道美麗的風景。

［1］范立礎.橋梁工程(上、下冊)(橋梁工程專業用)第二版［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［2］嚴國敏.現代斜拉橋［M］.成都:西南交通大學出版社，1996.

［3］JTG D60－2004，公路橋涵設計通用規范［S］.