某大跨徑橋梁總體方案設計

高曉飛

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市200092）

1 工程概況

某工程位于湖南省株洲市。其方案設計的大跨徑橋梁取名為清水塘大橋，北接清水塘生態工業新城，南連栗雨工業園區。清水塘大橋的建設意義重大，該項目是連接株洲石峰區及天元區兩個區域的新動脈，大橋的建設加強了軌道科技城、清水湖生態新城及栗雨工業園間、武廣新城的聯系，交通功能十分突出。

2 現狀條件分析

2.1 規劃條件

圖1為規劃路網圖。

該橋梁北接清水塘生態園區清雨路，紅線寬度42 m，城市主干路。江北側的橫向重要道路有：清霞路（城市主干路）、臨江路（次干路）、港區支路（支路）。

橋梁南接栗雨工業園區珠江北路，紅線寬度40 m，城市主干路。與大橋橫向相接的道路有：濱江路（支路）、東平路（次干路）、新東路（城市主干路）。

圖1 規劃路網圖

2.2 現狀通航條件

擬建橋位處湘江水域開闊，水面寬約850 m，河床底標高約20.0 m，常水位標高約28.0 m，最高通航水位41.96 m（P=5%），現狀通行2 000 t級船舶（見圖 2）。

2.3 跨徑確定

該工程通航孔需滿足2 000 t級貨船通航要求，并考慮銅塘灣港區的水域需求，北側主墩基礎宜在碼頭前沿線內，基礎盡可能位于岸上。根據對現狀航跡線及通航需求的分析，針對南側主墩的布置，提出通航孔跨徑480 m布置方案。

圖2 現狀河床斷面圖

3 橋型方案選擇

3.1 鋼桁拱橋

主橋結構為中承式鋼桁架拱橋，跨徑布置為120+480=600（m），邊中跨比為 1/4，矢跨比為 1/5。拱肋下弦采用拋物線，上弦主跨采用拋物線，通過圓曲線與邊跨上弦箱梁連接。主橋采用連續梁支撐體系，以及僅在北側主墩設置固定支座，其余為活動支座。方案效果圖如圖3所示。

圖3 480 m鋼桁拱橋方案效果圖

斷面采用上下層分離布置形式，上層為機動車道：4.0 m拱肋及檢修道+0.5 m防撞欄桿+11.5 m車行道+0.5 m中央隔離帶+11.5 m機動車道+0.5 m防撞欄桿+4.0 m拱肋及檢修道=32.5 m。下層為人非道，凈寬10 m。主橋橫斷面布置如圖4所示。

圖4 480 m鋼桁拱橋方案橫斷面布置圖

3.2 斜拉橋

主橋采用雙塔雙柱斜拉橋，跨徑布置為160+480+160（m），中跨采用鋼混凝土疊合梁，邊跨采用混凝土箱梁，梁高均為3.5 m，邊中跨比為1/3，主梁支撐于橋塔橫梁上，為半漂浮體系。傾斜雙索面扇形布置。梁上塔高108 m，塔高比為0.24。方案效果圖如圖5所示，推薦采用水滴型橋塔。

圖5 480 m斜拉橋方案（水滴形塔）效果圖

主梁橫向布置為：2.75 m（人行道）+2.5 m（非機動車道）+0.5 m（護欄）+11.5 m（車行道）+0.5 m（中央分隔欄）+11.5 m（車行道）+0.5 m（護欄）+2.5 m（非機動車道）+2.75 m（人行道）=35.0 m，斜拉索錨固點位于人非道。主橋橫斷面布置如圖6所示。

圖6 480 m斜拉橋方案橫斷面布置圖

4 總體接線方案設計

4.1 方案一：清霞路和新東路前直接落地方案

清水塘大橋在清霞路和新東路前直接落地，所有的大橋上的交通均由橫向道路清霞路和新東路直接承擔（見圖7）。

圖7 直接落地方案圖

根據交通流量分析，遠期清雨路、珠江北路飽和度為0.98，服務水平E級；清雨路-清霞路節點遠期高峰小時進口道總量增加180%，珠江北路-新東路節點遠期高峰小時進口道總量增加233%。

綜上，直接接地的方案對橫向的新東路和清霞路造成了極大的交通壓力，清雨路/清霞路交叉口、珠江北路/新東路交叉口易形成新的擁堵點，應考慮逐級分流交通。

4.2 方案二：逐級分流方案

清水塘大橋南端在新東路以南主線接地，在新東路以北設置一對匝道；在清霞路以北主線接地，在清霞路以南設置一對匝道；兩級分流（見圖8）。

圖8 逐級分流方案圖

根據交通流量分析，清霞路交叉口：清雨路最大流量為3 834 pcu/h,飽和度為0.82，服務水平D級，較直接接地方案下降26%。清雨路/清霞路節點交叉口遠期高峰小時進口道總量為6 745 pcu/h，較直接接地方案下降17%。

新東路交叉口：珠江北路最大流量為3 433 pcu/h,飽和度為0.73，服務水平C級，較直接接地方案下降27%。珠江北路/新東路節點在新建清水塘大橋之后交叉口遠期高峰小時進口道總量為6 308 pcu/h，較直接接地方案下降16%。

5 區域路網總體銜接方案

根據上節總體接線方案分析，合理方案應采用逐級分流方案：車輛過清水塘大橋時，在清霞路前上橋，過新東路下橋。橋梁上跨清霞路、臨江路后過湘江，跨過濱江北路、東平路、新東路后落地。清水塘大橋的車道規模為全線主線雙向六車道。

橋梁兩側均設置地面輔道與相交道路橋下燈控平交。

設置匝道兩對，分別位于清霞路南側、新東路北側，進行交通分流及轉換，避免流量集中下橋，兩交叉口集散能力強。

主線跨越湘江后，在珠江北路、清雨路設輔道，輔道為雙向四車道的規模。

圖9為區域路網銜接方案圖。

圖9 區域路網銜接方案圖

6 交通組織總體設計

交通組織設計時應遵循以下原則：

（1）根據城市總體規劃與用地布局，結合城市道路網，確保交通轉換快捷，路網流負荷均勻，充分發揮道路的交通功能。

（2）分析不同道路所承擔的交通成分，按不同交通流特性總體考慮分別組織。

（3）根據道路總體方案的基本構思和要求，保證過境交通和主要交通流向的便捷、暢通。

（4）合理處理主干道與地面道路網之間的交通銜接轉換關系，合理布置匝道，在保證交通功能的前提下，提高道路的服務面積。

（5）沿路交通應靠輔路集散，考慮城市公共交通規劃，并方便沿線社區進出。

（6）為避免區域內機動車流、非機動車流及行人的交叉干擾,建立了立體交通系統,如利用地下、地面、地上的空間,分別布置機動車系統、非機動車系統和人行系統。

（7）堅持“以人為本”的原則，完善人行過街設施，配合該市創建無障礙設施的規劃，同步建設方便殘疾人、老、弱人群的工程配套設施。

6.1 機動車過江方案

由北向南，清霞路以北的車流可由清雨路主線經銅霞路平交口后，在清霞路交叉口北側樁號K0+500上橋，上跨清霞路、臨江路，往南越過湘江跨濱江北路、東平路、新東路后，于樁號K2+950對接珠江北路落地。由南向北，新東路以南的車流則由珠江北路新東路交叉口南側上橋，在清雨路清霞路交叉口北側下橋。橋上行駛路程2.45 km。

大橋在清霞路南側、新東路北側分別設置了一對上下匝道，服務于清霞路、新東路。故清霞路和新東路方向車流可由附近的出入匝道直接上下清水塘大橋。

圖10為南、北岸機動車過江示意圖。

圖10 南、北岸機動車過江示意圖

6.2 慢行交通過江方案

慢行交通利用主橋下掛的慢行橋過江。

北側慢行橋接臨江路，南側慢行橋與濱江北路接順后，利用濱江北路交叉口過街。

非機動車和行人通過濱江北路與東平路之間的綠道與東平路溝通。該綠道的坡度小于3.5%，滿足自行車騎行的要求。

6.3 交叉口交通組織

工程范圍內交通組織主要包括清霞路及新東路交叉口的地面交通組織。

該項設計在相交清霞路、新東路口主要干道時，設計平行匝道完成交通轉換及分流交通。地面兩側輔道，主要承擔區域性交通道路兩側單位和居民的出入，地面城市道路交叉口，通過信號燈控制。還要完善交通標志標線的設置，如駛入匝道標志、駛出匝道標志、非機動車輛匯入標志、指路牌、地面標線設置等。

7 節點效果分析

清水塘大橋北接清水塘工業區清雨路，以上跨的形式相交清霞路。而清霞路是清水塘生態工業新城四橫四縱路網系統中重要一橫。根據交通量預測，清霞路沿線有一定過江流量需求，因此該節點需考慮交通轉換需求。

清水塘大橋南接栗雨工業區珠江北路，并以上跨的形式穿越新東路。新東路為區域內重要干道，也存在一定的過江需求，且可通過該路口對過江交通進行分流，緩解珠江北路下橋的交通壓力。

經綜合分析，該項設計考慮在主線橋梁落地前設置一對平行匝道，車輛在通過清霞路、新東路可實現分流及轉向。實施后的節點具備了以下優點：

（1）對東、西主流交通方向分流作用明顯，提高了直行方向的通行能力；

（2）設置平行匝道方便清霞路、新東路周邊交通轉換溝通，不需要繞行，橋下地面交通組織易捷；

（3）交通仿真顯示，清水塘大橋落地平交后，節點通行能力可滿足設計服務水平要求。

8 結語

大跨徑橋梁采用逐級分流方案對路網交通壓力更加均衡，設置多級匝道服務范圍更為廣泛，從交通功能完善和交通系統合理性角度分析，逐級分流交通更為有利。