朱 浩 良

(合肥市市政設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230041)

合肥市郎溪路南淝河大橋方案設(shè)計(jì)研究

朱 浩 良

(合肥市市政設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230041)

根據(jù)橋位建設(shè)條件及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)郎溪路南淝河大橋，提出兩種不同的橋型設(shè)計(jì)方案，并通過多角度綜合比選，確定75 m+120 m+75 m三孔一聯(lián)混凝土連續(xù)梁橋作為推薦方案，并針對(duì)行人、非機(jī)動(dòng)車通行，提出新穎的設(shè)計(jì)方案，使南淝河大橋成為標(biāo)志性建筑。

設(shè)計(jì)構(gòu)思，方案比選，連續(xù)梁橋

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋具有結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、行車平順舒適、伸縮縫少、抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),因此無論是公路或城市橋梁、高架道路,還是跨越寬闊河流的大橋,均是首選的橋型方案之一。

1 工程概況

1.1 道路概況

郎溪路位于合肥市主城區(qū)東南部，貫穿包河區(qū)，功能定位為城市快速路。本項(xiàng)目起于包河大道—馬鞍山路高架，接現(xiàn)狀南二環(huán)下穿馬鞍山路通道，跨越南淝河河道，止于現(xiàn)狀裕溪路高架，道路全長6.78 km，規(guī)劃紅線寬60 m，本次實(shí)施50 m。根據(jù)合肥市路網(wǎng)規(guī)劃，擬建郎溪路(包河大道—裕溪路)沿線與包河大道—馬鞍山路(快速路)、大強(qiáng)路(主干道)、北京路(主干道)、上海路(主干道)、重慶路(規(guī)劃快速路)、巢湖路(主干道)、裕溪路(快速路)等多條城市主干道相交，與相交道路組成較為完善的道路體系，與北二環(huán)路、西二環(huán)路和南二環(huán)路組成環(huán)形道路，直接溝通合肥市各大分區(qū)，是區(qū)域溝通的主要通道，是合肥市“環(huán)線+放射性”骨架路網(wǎng)的重要組成部分，是合肥市最重要的交通走廊之一。

1.2 河道概況

南淝河河道在當(dāng)涂路橋至312國道之間約7 km長度范圍內(nèi)，現(xiàn)狀底部寬約40 m，水深約2.5 m。擬建郎溪路跨南淝河大橋橋位處的河道現(xiàn)狀為砂石運(yùn)輸碼頭，該碼頭為挖入式港池形式，占用河道右側(cè)岸線450 m，碼頭范圍河道進(jìn)行了局部加寬，最大寬度約181 m。郎溪路道路中心線與河道規(guī)劃中心線夾角約77°。

擬建橋位上游2 km處現(xiàn)為南淝河航道樞紐工程。該樞紐工程由作為擋水建筑物的橡膠壩和通航船閘兩大部分組成。閘壩工程的主要功能是抬高上游水位，使南淝河市區(qū)段成為合肥市的景觀河，市區(qū)游船可以通過船閘直達(dá)巢湖等旅游區(qū)，是蓄水造景并兼顧航運(yùn)而興建的工程。

1.3 上下游橋梁概況

上游距本橋最近的橋梁是現(xiàn)狀東二環(huán)路跨南淝河大橋，其跨徑為31.5 m+53.5 m+74 m+53.5 m+31.5 m=244 m，為5孔中承式鋼筋混凝土箱形拱橋；下游有合肥市312國道跨南淝河橋，其新建主橋?yàn)?5 m+75 m+45 m的連續(xù)梁橋。

1.4 橋梁方案限制條件

1)建設(shè)方要求：跨南淝河節(jié)點(diǎn)規(guī)定“跨南淝河橋采用混凝土橋梁結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)采用加大跨河橋梁的跨徑以滿足通航和防洪要求”。

2)港航部門規(guī)定本段南淝河航道技術(shù)等級(jí)為Ⅳ級(jí)。

2 橋梁方案研究

2.1 橋梁寬度研究

從大橋兩端主線、地面道路的交通功能上分析南淝河大橋?qū)挾?。巢湖路至南淝河大橋段，郎溪路高架主線：[0.5 m/2(中央分隔帶)+11.75 m(機(jī)動(dòng)車道)+3.5 m(集散車道)+0.5 m(防撞墩)]×2=32 m；郎溪路地面道路：[8.0 m/2(中央分隔帶)+11 m(機(jī)動(dòng)車道)+3.0 m(機(jī)非分隔帶)+3.5 m(非機(jī)動(dòng)車道)+3.5 m(人行道)]×2=50 m。而在南淝河大橋兩端，根據(jù)出入口布置原則，各有一對(duì)主線出入口。道路標(biāo)準(zhǔn)段橫斷面布置圖見圖1。

結(jié)合交通功能需求，在南淝河大橋上橋段，斷面如下：

主線：[0.5 m/2(中央分隔帶)+11.75 m(機(jī)動(dòng)車道)+3.5 m(集散車道)+0.5 m(防撞墩)]×2=32 m。

匝道：0.5 m(防撞墩)+11 m(機(jī)動(dòng)車道)+2.5 m(人行道)=14 m。

地面：[12.0 m/2(中央分隔帶)+7.5 m(機(jī)動(dòng)車道)+17.25 m(分隔帶)+6.0 m(人非一體化)]×2=73.5 m。道路上橋段橫斷面布置圖見圖2。

因此，南淝河大橋斷面結(jié)合兩端道路斷面，其寬度不小于66 m，分配為：[0.5 m/2(中央分隔帶)+11.75 m(機(jī)動(dòng)車道、主線)+0.5 m(隔離墩)+3.5 m(集散車道)+11 m(機(jī)動(dòng)車道、輔道)+3.5 m(非機(jī)動(dòng)車道)+2.5 m(人行道、含欄桿)]×2=66 m。

郎溪路主線交通在進(jìn)入南淝河大橋時(shí)先設(shè)置出口，出南淝河大橋時(shí)設(shè)置進(jìn)口。進(jìn)出口位置與上下匝道相同。

橋梁斷面方案的寬度優(yōu)點(diǎn)：主線交通不受干擾，進(jìn)出主線交通交織布置在輔道上，并設(shè)置一條集散車道。

車道數(shù)與路段車道數(shù)相匹配。大橋段采用7條車道分別為：主線3車道、集散車道、輔道3車道。

功能完善，出入口便于管理?？稍谶M(jìn)口處限制貨運(yùn)車輛進(jìn)入。

2.2 橋梁跨徑研究

大橋的跨徑選擇與工程造價(jià)、景觀要求、施工進(jìn)度有著很大的關(guān)系，根據(jù)橋位處實(shí)際情況及河道通航標(biāo)準(zhǔn)，方案分別研究了主跨150 m，120 m兩種布跨情況。

1)采用主跨150 m布置。優(yōu)點(diǎn)：大橋僅有一個(gè)水中基礎(chǔ)，預(yù)留河道較寬，后期河道規(guī)劃空間較大。缺點(diǎn)：如采用常規(guī)的連續(xù)梁橋或拱橋結(jié)構(gòu)，則屬同類橋大跨結(jié)構(gòu)，有一定風(fēng)險(xiǎn)，如采用其他拉索體系的橋梁結(jié)構(gòu)屬不經(jīng)濟(jì)跨徑；橋梁投資較大；施工難度較大、周期較長；需修整河道。

2)采用主跨120 m布置。優(yōu)點(diǎn)：此種跨度既能滿足防洪、通航要求，而且結(jié)構(gòu)跨度安全；橋型可選擇性強(qiáng)，橋梁投資相對(duì)較低，施工周期短。缺點(diǎn)：主墩基礎(chǔ)均在水中施工，需修整河道。經(jīng)過比較，同時(shí)考慮下游現(xiàn)狀312國道跨南淝河橋梁(通航孔跨度75 m)和上游現(xiàn)狀船閘和攔水壩的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)際使用狀態(tài)，以及南淝河港區(qū)遠(yuǎn)期以旅游為主的規(guī)劃，本文認(rèn)為橋梁方案設(shè)計(jì)以主跨120 m有優(yōu)勢。河道中心線與道路中心線斜交，為滿足通航要求，采取較大的跨徑跨越，跨徑組合為75 m+120 m+75 m。

2.3 橋型方案研究

根據(jù)以上橋型方案確定原則及建設(shè)方對(duì)橋梁規(guī)模、橋梁跨徑的意見，綜合分析技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期、施工條件等因素，橋型方案選擇時(shí)充分考慮結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。我們將“技術(shù)先進(jìn)、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)安全、施工便捷”作為南淝河大橋方案的基本設(shè)計(jì)思路。

根據(jù)招標(biāo)文件給定的規(guī)劃條件，橋梁采用混凝土結(jié)構(gòu)，并盡量降低造價(jià)。

方案：三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁橋。

構(gòu)思：本橋?yàn)槌鞘锌绾訕?，設(shè)計(jì)上不僅要求安全、經(jīng)濟(jì)、美觀，而且要與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境相協(xié)調(diào)。既要能充分發(fā)揮交通功能，又要盡量體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^及時(shí)代的要求，使其成為城市的標(biāo)志性景觀。南淝河是合肥的母親河，其蜿蜒穿過合肥市區(qū)流至巢湖，河道上的橋梁各有特色。

本方案采用三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁橋，梁底線條流暢，節(jié)奏明快，遠(yuǎn)看宛如長虹臥波般鑲嵌于南淝河河畔。富有韻律的連續(xù)梁橋，恰到好處地融入周圍風(fēng)景之中，在繼承傳統(tǒng)連續(xù)梁橋精髓的同時(shí)，更具有時(shí)代感和震撼力，該方案磅礴的氣勢、雄健的風(fēng)姿顯示出了橋梁的形態(tài)感情——生命感、充實(shí)感與存在感。

特色：為減少阻水，每幅橋錯(cuò)孔布置，錯(cuò)孔間距為3.5 m，在主橋范圍外的一跨引橋范圍內(nèi)將主橋錯(cuò)孔的距離調(diào)整正常。下部結(jié)構(gòu)，考慮到美觀和結(jié)構(gòu)安全，采取圓端式實(shí)體橋墩，在橋墩頂適當(dāng)進(jìn)行弧形擴(kuò)大。

為減少主橋面積，降低造價(jià)，本次方案將非機(jī)動(dòng)車道放至邊幅橋連續(xù)梁橋面板懸臂下方通過，非機(jī)動(dòng)車道凈空不小于2.5 m。同時(shí)非機(jī)動(dòng)車道也是市民欣賞南淝河景色的通道，豐富和優(yōu)化了橋梁的立面效果，其效果如圖3所示。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：河道中心線與道路中心線斜交，為滿足通航要求，采取較大的跨徑跨越，跨徑組合為75 m+120 m+75 m。根據(jù)該處的道路交通功能要求，非機(jī)動(dòng)車道過橋方式，橋梁分為三幅橋梁，中幅橋橋面寬度24 m，邊幅橋橋面寬度17.48 m，每幅橋之間設(shè)置2 cm沉降縫。中、邊幅橋橫斷面均采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱形斷面，單箱雙室結(jié)構(gòu)。

中幅橋箱梁頂寬為24 m，底寬為17 m，懸臂板長3.5 m；邊幅橋箱梁頂寬17.48 m，底寬11.23 m，外懸臂長3.75 m，內(nèi)懸臂長2.5 m，不對(duì)稱布置；均采用豎向腹板；跨中梁高3.75 m，支點(diǎn)梁高6.5 m。底板厚0.3 m～0.8 m變化，腹板厚0.5 m～0.8 m變化。大橋橫斷面布置圖見圖4。

管線布置：管線過橋原則：根據(jù)CJJ 11-2011城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范第3.0.19條“不得在橋上敷設(shè)污水管、壓力大于0.4 MPa的燃?xì)夤芎推渌扇?、有毒或腐蝕性的液、氣體管。條件許可時(shí)，在橋上敷設(shè)的電信電纜、熱力管、給水管、電壓不高于10 kV配電電纜、壓力不大于0.4 MPa燃?xì)夤鼙仨毑扇∮行У陌踩雷o(hù)措施”。

根據(jù)管線規(guī)劃，同時(shí)結(jié)合大橋上部結(jié)構(gòu)形式，弱電管線和小直徑管線(DN300以下)可從人行道板下通過；對(duì)稱于非機(jī)動(dòng)車道結(jié)構(gòu)，于邊幅橋內(nèi)側(cè)設(shè)置大直徑管線空間。

方案特點(diǎn)：1)交通組織科學(xué)合理：南淝河大橋橋面機(jī)動(dòng)車道單向布置為主線3車道、集散1車道、輔道3車道，不僅車道數(shù)與路段車道數(shù)相匹配，而且通過隔離措施，使得主線交通不受干擾，集散車道布置在輔道橋上。2)南淝河大橋慢行交通組織方式新穎美觀，獨(dú)具一格。南淝河橋面與沿河道路豎向高差較大，導(dǎo)致非機(jī)動(dòng)車無法正常騎行上橋。本次設(shè)計(jì)方案利用橋下空間，降低非機(jī)動(dòng)車道的高度(降低約3.5 m)，將非機(jī)動(dòng)車道置于輔道橋懸臂下，不僅滿足了規(guī)范對(duì)非機(jī)動(dòng)車道縱坡要求，而且節(jié)約工程造價(jià)，景觀優(yōu)美。

3 結(jié)語

經(jīng)過以上論述，在橋型選擇、現(xiàn)場地形受限制條件下，合理選擇橋型方案，并結(jié)合道路交通功能，以上方案構(gòu)思獨(dú)特，能滿足要求，并在工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)的前提下，能使橋梁成為標(biāo)志性建筑。

[1] CJJ 11-2011,城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] 姚玲森.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,1995.

[3] 陳枝洪.南江大橋方案比選[J].黑龍江交通科技,2007(8)：41-42.

[4] 李亞平.新沙口大橋方案比選[J].華東公路,2002(2):39-40.

[5] 郝世杰.晉中市龍湖街立交人非系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2013，39(4)：168-169.

Study on scheme design of Nanfeihe bridge on Langxi road in Hefei city

ZHU Hao-liang

(HefeiMunicipalDesignInstituteCo.,Ltd,Hefei230041,China)

According to the bridge location construction conditions and technical criteria, in light of Nanfeihe bridge on Langxi road, the paper puts forward two different bridge design schemes. Through comprehensive comparison, it finally determines 75 m+120 m+75 m three-hole-one-unit concrete continuous beam bridge as the recommended scheme, and puts forward new design scheme in light of pedestrian and non-motor vehicle transportation, and makes Nanfeihe bridge as the landmark.

design concept, scheme comparison, continuous bridge

1009-6825(2014)07-0190-03

2014-01-08

朱浩良(1979- )，男，工程師

U442

A