南寧市三岸大橋改造方案探討

阮波 林云 曾有鳳

摘要：為了滿足城市空間結構的發展需要，優化城市綜合交通網結構，需要將既有六車道的南寧市三岸大橋改造為滿足雙向八車道通行的城市快速路橋梁。文章論述了三岸大橋改造存在的重點、難點問題，提出了合理的改造方案及實施流程，并從經濟性、施工、適用性、景觀效果等方面對復線橋橋型方案進行了對比分析，提出了合理的橋型方案。

關鍵詞：三岸大橋;改造方案;復線橋;系桿拱橋

中國分類號：U445.6文章標識碼：A210784

0 引言

南寧市三岸大橋位于南寧市青秀區，是原南寧至北海高速公路上跨越邕江的一座特大橋，建成于1998年，至今使用已有20余年。

為了滿足南寧市城市空間結構發展需要，優化南寧市綜合交通網結構，需要將現有東環高速路改造為城市快速路。三岸大橋改造是東環高改快工程中跨越邕江的通道，是整個項目的一個控制性節點。

東環高改快工程，需將現狀高速公路標準的道路調整為城市快速路標準，快速路采用雙向八車道，而現狀三岸大橋為雙向六車道，為實現橋梁六車道與路段八車道的通行能力匹配，需要改造三岸大橋。

1 工程概況

三岸大橋位于南寧市主城區范圍之外的東部區域，跨越邕江。其上游附近建設有良慶大橋、青山大橋及待建的青坪大橋，下游建設有龍崗大橋等。其北岸連接鳳嶺南互通，目前已經改造完成通車;南岸連接待建的龍華立交，屬于青坪大橋項目范圍。橋址位于邕江90°急彎的尾部，下游河道比較順直，上游急彎，水流紊亂，通航條件較差。

現狀三岸大橋為單孔凈跨270 m的鋼管混凝土中承式拱橋。基礎采用明挖混凝土基礎和沉井基礎，通航等級為三級。其下游約40 m處緊挨著的是南欽高鐵特大橋，采用的是主跨276 m連續鋼桁拱結構。

2 技術標準

（1）道路等級：城市快速路。

（2）設計荷載：汽車荷載采用城-A級，人群荷載按《城市橋梁設計規范》（CJJ11-2011）第10.0.5條的規定采用。

（3）通航：規劃通航等級為Ⅱ級;通航尺寸不小于150 m（凈寬）×10 m（凈高）;最高通航水位采用20年一遇。

（4）設計洪水位頻率：采用300年一遇，高程為79.93 m。

（5）地震：根據《中國地震動參數區劃圖》（GB 18303-2015），南寧市地震動峰加速度值為0.10 g，地震動反應譜特征周期為0.35 s，與地震基本烈度值對照，相當于7度。本橋屬于大跨徑拱橋、懸索橋、斜拉橋，橋梁抗震設防類別為甲類，抗震措施等級按8度設防。

（6）結構設計基準期和設計使用年限均為100年;結構耐久性按Ⅰ類環境設計。

（7）橋梁安全等級：一級。

3 改造重點、難點分析

三岸大橋橋位建設條件十分復雜，橋址不但位于邕江急彎處，上、下游還緊鄰高壓鐵塔及鐵路橋，這些均不同程度地限制了三岸大橋改造方案的設計和實施。

（1）三岸大橋距離南岸鳳嶺南路立交約400 m，距離北岸龍華路立交約370 m，距離很近。同時，最高通航水位由73.1 m變為76.4 m，抬高了3.3 m，這給三岸大橋的平面、縱面接線帶了較大的困難。

（2）三岸大橋上游約50 m處有一220 kv的高壓電塔，下游約40 m處為南欽高鐵特大橋，與上下游構造物距離非常近，這使得不管是舊橋的拆除改造，還是新橋的建設施工都存在很大的困難。

（3）從平面接線以及航道條件來看，新舊橋之間間距應越近越好。當新舊橋橋面間距按4 m設計時，則基礎之間凈距最小為2.2 m，距離非常近。新橋基礎施工對運營中的舊橋基礎帶來較大的安全隱患，給設計施工帶來較大困難。

（4）由于距離鐵路橋近，且鐵路橋體量龐大，為了與其景觀協調，新三岸大橋橋型選擇受限。同時，三岸大橋距離南岸江灣路立交橋僅100 m，為了減小三岸大橋建設對江灣路的影響，新橋最好不設邊跨，這也給三岸大橋橋型選擇帶來了制約。

4 改造方案

本項目為跨江、技術復雜、主跨徑>270 m的特大橋改造工程，需要對舊橋加固利用還是拆除重建進行綜合比選;結合施工交通組織方案，對主橋橋型方案、結構形式、施工方案等進行充分的比選論證，擬采用三種方案進行對比論述。見表1。

（1）方案1為保留舊橋，新建右幅橋。近期保留舊橋通車，同時新建四車道的三岸右幅橋。這樣新舊橋形成了雙向八車道。遠期待舊橋達到使用年限時拆除舊橋，按右幅橋斷面新建左幅橋。

方案1在舊橋拆除前，橋位區的三個橋梁將在長時間內存在高-低-高的空間形態，景觀上不協調。

（2）方案2為拆除舊橋，分幅修建左右幅橋。保留舊橋通行，新建三岸右幅復線橋。待右幅復線橋通車后，同步拆除舊橋，新建左幅橋。

本方案與方案1的不同之處在于舊橋拆除的時機不同。方案1為分期實施，方案2為一步到位。

（3）方案3為拆除舊橋，整幅一次性建設。本方案思路簡單明了，即封閉三岸大橋交通，拆除舊橋，然后在橋位處一次性修建雙向八車道的新三岸大橋。

顯然，該方案需長時間完全中斷三岸大橋節點交通，由周邊路網分流，社會影響非常大。

現狀三岸大橋運營狀況良好，若現階段拆除重建，存在較大的資源浪費和社會影響。從節約投資、減小社會影響的角度看，推薦采用方案1。通過選擇與舊橋造型匹配的復線橋橋型方案，可改善景觀效果較為不利的影響。方案1具體實施流程如下：

（1）舊橋按現狀雙向六車道通行;

（2）對舊橋橋梁基礎及邊坡進行必要的防護，保證舊橋安全運營的基礎上，在舊橋上游新建由北向南的四車道三岸復線橋（滿足二級航道凈空要求）;

（3）復線橋完工后將交通流引向復線橋，并改造舊橋為由南向北的四車道橋梁;

（4）舊橋及新建復線橋組成滿足雙向八車道的城市快速路橋梁。

5 復線橋橋型方案研究

三岸大橋復線橋的通航等級為規劃Ⅱ級航道，通航凈空要求不小于現有三岸大橋凈空，因此其主橋要求跨徑≥凈270 m。結合地形、地質、施工條件，復線橋擬采用下承式鋼管混凝土系桿拱橋、中承式鋼管混凝土拱橋、斜拉橋和自錨式懸索橋四個橋型方案進行比較。

復線橋橋型方案比較如表2所示。

（1）經濟性

從工程投資角度看，方案一、方案二、方案三相差不大，建設總投資均在4.1億元左右，方案四投資最高。從后期運營成本來看，方案一、方案二橋面系采用鋼格構+混凝土橋面板，后期主要是吊桿的更換維護;方案三斜拉橋主梁采用組合梁，后期需定期更換斜拉索;方案四懸索橋主梁采用鋼箱梁，后期需定期更換吊桿，鋼箱梁還需設置抽濕系統。因此后期運營成本方案一、方案二較低，方案三、方案四較高。

（2）施工方面

本項目無論采用何種橋型和施工方案，首要考慮的問題就是需保證復線橋施工過程中舊橋的安全運營。方案一、方案三、方案四主橋均采用樁基礎，樁基施工采用鉆孔灌注的工藝，無須大規模明挖，對舊橋基礎影響較小;方案二需大面積開挖擴大基礎和地下連續墻，為了減小基礎施工過程中對舊橋基礎的影響，需要加強基坑防護措施，保證舊橋的安全性。方案一、方案二拱肋均采用斜拉扣掛系統施工，方案三斜拉橋采用懸臂對稱拼裝，施工工藝成熟，施工期間基本不影響通航和行洪。方案四懸索橋采用頂推施工，需要在邕江中設置頂推臨時墩，對通航和行洪有一定的影響。

從施工上看，方案一、方案三較優。

（3）適用性

四個橋型方案均采用單孔雙向通航，都能滿足通航和行洪要求;均能滿足車輛及行人通行所需的結構剛度要求。方案四整體最弱，相較其他三個方案來說行車舒適性方面略有不及。

（4）景觀效果

本項目地理位置特殊，復線橋橋位附近除了現狀的三岸大橋，還有南欽高鐵邕江特大橋，因此考慮橋梁的景觀效果不應獨立來看，而應將三座橋梁作為一個整體考慮。

方案一、方案二均采用拱橋，與舊橋及高鐵橋造型類似，三座橋梁擺放在一起總體而言是比較和諧統一的。方案一采用下承式系桿拱，拱肋結構高度比舊橋高出26 m，比南欽高鐵邕江特大橋低16 m，三座橋梁形成高-低-高的差別。方案二采用與舊橋結構形式一樣的鋼管混凝土拱橋，但跨徑和橋面比舊橋適當增大和抬高，復線橋與舊橋拱肋大致呈平行的弧線形，從外形上看復線橋類似一座由舊橋同比例放大的橋梁。對比方案一和方案二兩種拱橋結構，從景觀上看均與橋址環境協調，但方案二效果更佳。

方案三采用斜拉橋，斜拉橋主要由橋塔、斜拉索、主梁等結構組成，橋塔高聳，比舊橋拱頂高出約42 m;斜拉索傾斜布置，與舊橋垂直布置的吊桿重重交叉，形成網格，視覺效果不佳。因此從景觀效果看，方案三不及方案一、方案二。

方案四采用自錨式懸索橋，橋塔較舊橋拱頂高出約13 m，同方案三一樣，其整體風格與橋位處的兩座拱形橋不搭配。

因此，從景觀效果上看，方案二最佳，方案一次之，方案三和方案四外觀協調性不足。

綜合經濟性、施工、適用性及景觀效果看，方案一最優。三岸大橋復線橋推薦采用橋型方案一：下承式鋼管混凝土系桿拱橋。

6 結語

三岸大橋改擴建是整個東環高改快的控制性工程。本文通過對三岸大橋改造的全面論述、分析與比較，提出了以下具有現實參考意義的意見：

（1）三岸大橋橋址航道條件較差，建設條件復雜，受高壓塔、鐵路橋、南北岸接線條件等限制較大，在將來的設計、施工中應著重考慮這些因素的影響。

（2）從節約投資，減小社會影響的角度看，推薦采用保留舊橋，新建右幅復線橋的改造方案。同時通過選擇與舊橋造型匹配的復線橋橋型方案，改善景觀效果較為不利的影響。

（3）綜合經濟性、施工、適用性及景觀效果看，三岸大橋復線橋推薦采用下承式鋼管混凝土系桿拱橋。

參考文獻：

[1]陳寶春，韋建剛，周 俊，等.我國鋼管混凝土拱橋應用現狀與展望[J].土木工程學報，2017，50（6）：50-61.

[2]邵旭東.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社，2007.

[3]林上順.我國橋梁擴建技術研究綜述[J].華東公路，2015（2）：5-8.

[4]何大學，橋梁美學在橋梁選型中的應用[J].城市道橋與防洪，2006（2）：3-6.

3834501908226