濟寧市南二環路跨越京杭大運河橋設計總述

彭小剛，王曉媚，周建林

（濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司，山東 濟南 250010）

濟寧市南二環路跨越京杭大運河橋設計總述

彭小剛，王曉媚，周建林

（濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司，山東 濟南 250010）

隨著經濟和社會的發展，鋼結構應用越來越多，尤其是大跨度鋼結構橋梁。結合濟寧市南二環路跨京杭大運橋梁工程案例，介紹了北方地區第一次采用鋼桁拱橋的實踐，并且與橋頭道路采用全互通立交形式。重點介紹該橋梁工程的方案設計思路、主橋橋型設計及新技術的應用，可為同類工程設計提供借鑒。

互通立交；鋼桁拱橋；鋼橋面鋪裝

1　工程概況

該工程位于濟寧市南二環路跨越京杭大運河處，新建濱河大道沿京杭大運河東堤堤頂布設，與南二環路呈丁字交叉。

主橋上部橋跨為（81+198+81）m三跨連續鋼桁拱橋,兩側81m邊跨為鋼桁梁，立交形式采用全互通立交形式（見圖1、圖2）。

圖1　方案效果圖

圖2　實景照片

根據濟寧市的總體規劃，南二環西接空港，東接鄒城，于微山湖河口處跨越京杭大運河，并在大運河東岸與濱河路相交。該工程是濟寧市水、陸、空立體交通網路的重要節點和交通樞紐。

工程北側為小北湖風景區，南側為微山湖風景區，為濟寧西南方向入城門戶，要求作為城市標志性建筑來進行規劃設計，并與景區規劃相呼應。隨著濟寧市北湖新區的迅速崛起，濟寧機場的投入運營，南二環路及濱河路的建設已十分迫切。

2　片區功能定位

濟寧市北湖新區位于濟寧市主城區南部，以小北湖為中心，京杭大運河為主線，微山湖為拓展，以水為主題，以游樂為內容，開發運河文化，突出自然生態，開展水上運動，將人與自然有機結合起來。

北湖片區不僅是人們休閑度假、親近大自然的理想去處，同時是濟寧市出入機場、連接鄒城的門戶，是運河漕運的重要組成部分，是體現城市風貌特征的重要片區。

3　工程功能定位

（1）交通性：該工程位于南二環跨京杭大運河入微山湖河口處。南二環西接空港，東接鄒城；京杭大運河南入微山湖，北通城區。顯見該工程是濟寧市水、陸、空立體交通網路的重要節點，工程規劃設計方案應按交通樞紐進行規劃設計。

（2）景觀性：該工程北側為小北湖風景區，南側為微山湖風景區，為濟寧西南方向入城門戶。該工程規劃方案應和小北湖風景區、微山湖風景區相呼應，并作為城市標志性建筑來進行規劃設計。

4　建設條件

橋梁位置處為京杭運河段，屬于內河2級航道，水運繁忙，施工期不得中斷河道水運。主航道按照航務局提供的要求為凈寬不小于70m，豐水期凈空不小于7m。

橋梁位置處陸運和水運交通均較為便利，為橋梁采用拼裝施工提供了便利條件。

5　方案設計思路

（1）總體設計思路

該工程位置獨特，除安全、經濟和舒適性是基本要求外，交通功能與景觀功能需求凸顯，因此本次方案設計思路為：保證安全性、經濟性和舒適性，完善交通性，著力打造濟寧市標志性景觀，形成最具吸引力的景觀資源。

（2）立交設計思路

該工程中立交主要是完善交通功能，實現濱河路與南二環路全互通。同時，充分合理利用立交內部空間，結合跨河橋梁、航運碼頭，打造一個環境宜人的橋頭公園，成為游客聚集休息區。另外通過流暢的線性，實現良好的整體外觀效果。

（3）主橋設計思路

a.立面效果：主橋位于整個工程最中心的節點，是南來北往，東進西出的第一印象，因而主橋應具備較好的立面效果；b.觀景平臺：濟寧城區地勢平坦，缺乏登高遠望一覽全城的平臺，而該工程地理位置優越，位于運河入口處，北望城區、小北湖，南眺微山湖，四面景色，八方風情，盡收眼底，因而在橋梁方案設計中應加入觀景平臺的概念；c.文化象征：結合微山湖及京杭大運河的水運文化，在運河入口處橋梁主體設置燈塔類似構造物，指引漕運，同時也是濟寧市社會主義現代化建設的一個象征。

方案階段提出斜拉橋、懸索橋、連續梁橋以及剛桁拱橋四類八種方案，綜合河道下游橋梁結構形式及其他條件，最終采用主橋橋型為中承式剛桁拱橋的方案。

6　主橋設計簡介

（1）橋長360m，跨徑組合為81m+198m+81m。

（2）橋寬41m，斷面組成為2.0m人行道+1.5m設施帶+0.5m防撞護欄+15m橋面+0.5m防撞墻+ 2m設施帶+0.5m防撞墻+15m橋面+0.5m防撞護欄+1.5m設施帶+2.0m人行道。

（3）縱、橫坡：全橋縱向位于半徑為15000m的豎曲線上，橋面跨中與豎曲線定點重合；車行道橫坡為2%，人行道橫坡為1%。

（4）橋型：中承式三跨連續鋼桁拱橋，主拱矢跨比1/4.29，結構支撐條件為鉸接。

（5）上部結構：主橋上部橋跨為（81+198+81）m三跨連續鋼桁拱橋,兩側81m邊跨為鋼桁梁,桁高13.001m;中跨198m為剛性鋼桁拱,拱高46.13m,矢跨比1/4.29,鋼桁拱肋跨中處高9m,支點處高31.391m,鋼拱肋上下弦桿分別采用不同方程的二次拋物線,橋跨結構在中支點處設置有16m高的加勁腿；正橋橋跨桁寬2×17.5m,兩片主桁的外側各有3m懸臂托架支撐人行道，橋面總寬41m。每個橋墩處3片主桁下均設有豎向剛性支座，縱向除19#號主墩處固定外，其余均為活動支座。主桁為節間長度9m的“N”形桁架，在邊、中支點處斷面設置有橋門架結構以傳遞上弦桿風力,為增強桁梁和拱肋桁架的抗扭剛度,在桁梁上弦桿大節點處斷面和桁拱每個斷面設置有橫向聯接系，主桁上弦和桁拱的上下弦桿間均設置有縱向平面聯接系。

拱橋的系桿采用鋼板組成的箱型斷面桿件，吊桿采用平行鋼絲束柔性吊桿。

公路橋面采用鋼正交異性橋面板，下設“U”形縱向加勁肋。在下弦節點處以及沿橋縱向每3m設一道橫梁。工地安裝時橋面板采用熔透焊連接，橫梁腹板采用高強度螺栓連接。

橋面鋪裝采用Eliminator防水粘結體系+澆筑式瀝青混凝土+SMA（高彈改性瀝青），Elinminator防水粘結體系由功能完全的防腐層、雙層防水層與粘結層組成，能很好地保護橋面鋼板免遭銹蝕，與鋼板的結合力達到5.0MPa以上，其柔韌性能、抗刺破能力、防腐蝕能力及鋪裝層間穩定性優異。其與聚合物改性澆注式瀝青混凝土結合使用是橋面防水粘結層的優良結合。保護層采用孔隙率小于1%的澆注式瀝青混凝土，該混合料結構型式為完全懸浮型，細集料多，瀝青含量高，在高溫下經特殊攪拌工藝拌制后，混合料呈現流動狀態，經攤鋪整平后，混合料靠自重流動作用，形成密實且不透水的鋪裝層，整體上具有很好的抗疲勞性能和耐久性。

（6）下部結構：墩柱采用鋼筋混凝土墩，基礎采用直徑1.8m的群樁，樁基按摩擦樁計算，墩柱與基礎通過承臺連接。

7　結　語

該工程于2010年7月開工建設，并于2012年11月竣工通車，主橋上部結構于2011年11月開工，于2012年6月合龍。該工程獲得2015年建設部勘察設計一等獎，目前使用狀態良好。工程與周邊風景協調融合，成為當地一處標志性建筑。

U442.5

B

1009-7716（2016）11-0063-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.11.018

2016-07-21

彭小剛（1983-），男，湖北天門人，工程師，從事市政道路、橋梁設計工作。