吳隆延長線高速公路跨右江特大橋方案研究

張桂學 李蒙蒙

作者簡介：張桂學（1993—），工程師，主要從事公路工程設計、工程咨詢工作。

文章針對吳隆延長線高速公路跨右江特大橋橋位橋型方案進行研究，通過收集資料和實地調查，對跨右江的C、D兩個橋位方案進行比選，從橋梁路線長度、橋梁規模、占地、工程投資等指標進行綜合分析，推薦采用C橋位一跨過江，減小對通航的影響。通過拱橋、斜拉橋和連續剛構三個橋型方案對比，推薦主橋采用鋼管系桿拱橋，施工工藝成熟，且對橋下河流通航安全有保障，可廣泛應用于類似工程特點的高速公路與通航河流交叉的工程實際中。比選過程及論證結論可供類似工程項目參考借鑒。

高速公路；右江；交叉；鋼管系桿拱橋

U442.5+4A501773

0?引言

吳隆延長線高速公路是《廣西高速公路網規劃（2018—2030年）》中南寧南過境線的組成部分，也是南寧市第二條環城高速公路的一部分。項目的建設將進一步增強南寧區域中心城市的經濟帶動作用，分流現狀南寧繞城高速的過境交通量，加快構建“南向、北聯、東融、西合”的全方位開放發展格局。

項目起點設在西鄉塘區壇洛鎮廣安村附近，終點位于隆安縣丁當鎮舊咘嚕村附近。根據《廣西高速公路網規劃（2018—2030年）》以及項目起終點的限制，路線需要新建橋梁跨右江。本文分析了跨越右江橋位橋型條件，并分別擬定了方案進行對比分析，比選過程及論證結論可供類似工程項目參考借鑒。

1?擬建高速公路概況

1.1?技術標準

根據該項目公路的功能性質、路網規劃、沿線地形、地質條件、交通量預測結果、通行能力分析和服務水平評價結果，并充分考慮項目所在地區的綜合運輸體系和遠期發展等，確定該項目的技術標準為雙向四車道高速公路，設計速度為120 km/h，路基寬28 m［1-2］。

1.2?項目概況

擬建項目位于南寧市西鄉塘區和隆安縣境內，路線總體走向為自西南向東北。項目主線起于西鄉塘區壇洛鎮廣安村附近，通過預留的壇洛西樞紐互通與南寧南過境線（吳圩機場至隆安段）（在建）高速公路順接，與G80廣昆高速公路（南寧至百色段）交叉，路線在上正村附近新建橋梁跨右江，終點位于隆安縣丁當鎮舊咘嚕村，附近設T型樞紐互通，與天峨（黔桂界）至北海高速公路（平果至南寧段）交叉［3］。

2?項目跨右江路線方案設計

2.1?項目區域內右江概況

根據廣西壯族自治區人民政府文件《廣西壯族自治區交通運輸廳關于印發廣西內河航道通航標準和橋梁通航凈高技術標準指導意見的通知》（桂交水運函〔2020〕249號），右江百色澄碧河口—宋村三江口航道現狀等級為Ⅲ級，規劃等級為Ⅱ級。

2.2?跨右江橋位方案概況

項目路線方案擬定時，主要考慮了與現狀及規劃公路的銜接情況、基本農田、沿線重要城鎮規劃及口岸規劃、環境敏感點、地形、地質、水文、資金條件等主要控制因素，擬定C、D兩個橋位方案進行比較。

C方案橋位位于上正村附近，在項目范圍中右江寬度最窄處（江面凈寬為220 m），D方案橋位位于C方案橋位下游大約1 km處（江面凈寬為370 m）。

3?橋位比選

對前文提出的兩個橋位方案，主要從建設里程、運營里程、橋梁長度、工程量和投資、占用土地（基本農田）等多方面分路段詳細比選。主要技術經濟指標對比見表1。

經綜合上述各方案優缺點與技術經濟因素比較，雖然C方案橋位與航道不垂直，但是一跨過江，減小對通航的影響，另外C方案橋梁短，路線建設里程短，占用永久基本農田少，投資省，因此，推薦采用C方案橋位。

4?橋型比選

4.1?橋型方案選擇原則

（1）根據《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）以及《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2015）要求，該項目特大橋設計洪水頻率采用1/300，橋下凈空應根據計算水位（設計水位計入壅水、浪高等）加安全高度確定。

（2）根據廣西壯族自治區人民政府文件《廣西壯族自治區交通運輸廳關于印發廣西內河航道通航標準和橋梁通航凈高技術標準指導意見的通知》（桂交水運函〔2020〕249號），右江百色澄碧河口—宋村三江口航道現狀等級為Ⅲ級，規劃等級為Ⅱ級，橋位處通航水位為85.03 m。

4.2?橋型方案總體構思

橋梁設計高程主要受起點高程、設計水位、通航尺度、橋型結構要求等因素的控制；孔徑布置主要受河岸地形的影響。最高通航水位屬于設計控制水位，主橋應滿足河流通航要求并方便以后航道維護。根據橋梁所屬環境、接線情況以及通航水位等因素綜合考慮，橋梁主跨約為270 m。該跨江大橋有很多橋型可供選擇，在經濟、景觀、施工可行、創新等方面作了初步比較后，決定對鋼管混凝土拱橋、獨塔鋼-混組合梁斜拉橋和連續剛構橋三種橋型作進一步對比。具體方案如下：

4.2.1?方案一：鋼管混凝土拱橋（圖2）

本方案采用鋼管混凝土拱橋，橋型簡潔優美，主梁、拱肋、吊桿的組合猶如一把豎琴橫放于江面上，美觀流暢。主橋采用鋼管系桿拱橋，橋面寬36 m，主橋長270 m；西岸引橋為1×20 m預應力混凝土小箱梁，東岸引橋為5×20 m預應力混凝土小箱梁，引橋總長為120 m；橋梁全長為398 m。

主橋橋面布置為：4.0 m（檢修及系桿區）+0.5 m（護欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護欄）+1.0 m（中央分隔帶）+0.5 m（護欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護欄）+4.0 m（檢修及系桿區）=36.0 m。

4.2.2?方案二：獨塔鋼-混組合梁斜拉橋（圖3）

本方案采用獨塔雙索面混合梁斜拉橋，橋塔比肩挺立，配上柔性拉索，剛柔并濟，造型優美。主橋采用250+140 m獨塔雙索面鋼-混組合梁斜拉橋，橋面寬31 m，主橋長390 m；無引橋；橋梁全長為398 m。

主橋橋面布置為：1.5 m（斜拉索區）+0.5 m（護欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護欄）+1.0 m（中央分隔帶）+0.5 m（護欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護欄）+1.5 m（斜拉索區）=31.0 m。

4.2.3?方案三：預應力混凝土連續剛構橋（圖4）

本方案采用預應力混凝土連續剛構橋，綜合考慮兩岸地形、接線情況及通航凈寬、凈高等因素，采用大跨徑的預應力混凝土連續剛構橋，橋型常規，施工工藝成熟。主橋采用（140+250+140）m預應力混凝土連續剛構橋，橋面寬度為28.0 m，主橋長為530 m；西岸無引橋，東岸引橋為31×20 m預應力混凝土連續小箱梁，引橋橋面寬28.0 m，長620 m；橋梁全長為1 160 m。

橋面布置為：0.5 m（護欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護欄）+1.0 m（中央分隔帶）+0.5 m（護欄）+12.5 m（行車道）+0.5 m（護欄）=28.0 m。

4.2.4?橋型方案比選

根據上述三個備選橋型方案的工程結構特點，在滿足該項目功能要求、技術標準的基礎上，對各橋型方案從以下幾個方面進行重點對比分析：

（1）各方案在相同安全性的條件下進行經濟技術指標對比分析。

（2）施工的適應性與施工的難易程度。

（3）橋型結構整體的景觀效果以及與周圍環境的和諧度。

（4）橋型實施成功率、行車舒適度及后期維護難易程度。

（5）工程造價。

比選結果如下：

4.2.4.1?橋型方案一

優點：造型輕巧美觀，曲線柔美、彈性、流暢，與河床形狀及兩岸地形環境協調；該橋型主橋沒有邊跨，能更好地利用橋位兩岸地形，降低了主橋的工程量，節約投資；施工工藝、技術成熟。

缺點：施工周期較長；鋼管拱肋、吊桿需要定期維護或更換，養護費用相對較高。

4.2.4.2?橋型方案二

優點：橋梁外形挺拔優美、剛柔并濟、時代感強；施工工藝、技術成熟。

缺點：運營后養護相對復雜，需定期更換斜拉索，鋼梁需要定期維護，養護費用相對較高；施工周期相對較長，工程造價高。

4.2.4.3?橋型方案三

優點：上、下構施工工藝簡單、技術成熟，施工速度快；橋面連續，成橋整體性能好，行車條件好。

缺點：橋梁主跨達250 m，后期主梁下撓和裂縫問題相對嚴重，存在較大的安全隱患；需對橋型開展安全評估；橋梁西岸邊跨涉及較大方量的開挖，施工較為困難，土地平整費用較高。

通過對以上三種橋型方案的施工工藝、經濟性進行綜合研究后得出：鋼管混凝土拱橋方案橋梁施工技術成熟，橋型造型優美，主橋不含邊跨，與河床形狀及兩岸地形環境最協調，既降低了主橋的工程量，節約投資，也能保證整體景觀效果協調美觀。因此，從橋梁的使用功能、環境協調、工程量及安全性等方面考慮，選擇鋼管混凝土拱橋為推薦方案。具體對比如表2所示。

5?結語

本文以南寧南過境線（吳圩機場至隆安延長線段）跨右江特大橋方案設計為基礎，布設跨右江的C、D兩個橋位方案進行了比選。經充分比選和論證，推薦采用C方案橋位一跨過江，減小對通航的影響。通過拱橋、斜拉橋和連續剛構三個橋型方案對比，推薦鋼管混凝土拱橋方案，即主橋采用鋼管系桿拱橋，橋面寬36 m，主橋長270 m；西岸引橋為1×20 m預應力混凝土小箱梁，東岸引橋為5×20 m預應力混凝土小箱梁，引橋總長為120 m；橋梁全長為398 m。該方案施工工藝成熟，且對橋下河流通航安全有保障，可廣泛應用于類似工程特點的高速公路與通航河流交叉的工程實踐中［4-5］。比選過程及論證結論可供類似工程項目參考借鑒。

參考文獻

［1］JTG B01-2014，公路工程技術標準［S］.

［2］JTG D20-2017，公路路線設計規范［S］.

［3］張桂學，黃?浩，孫文俊.南寧南過境線（吳圩機場至隆安延長線段）工程可行性研究報告［R］.2021.

［4］王道斌，李?華，武蘭河.鋼管混凝土拱橋施工技術綜述［J］.國外橋梁，2001（1）：71-73.

［5］陳?釩，王建欣，王江宇，等.鋼管混凝土系桿拱橋施工受力性能及穩定性分析［J］.橋梁建設，2012，42（6）：27-32.