鄢余文

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

大蘆線航道整治二期工程西段橋梁設(shè)計(jì)綜述

鄢余文

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

結(jié)合大蘆線航道整治二期工程西段跨航道橋梁工程實(shí)例，全面系統(tǒng)介紹了工程概況、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)條件、主橋跨徑及主墩布置、橋梁方案設(shè)計(jì)，分析了跨航道橋梁改建工程特點(diǎn)，得出了經(jīng)濟(jì)合理的橋型方案，為跨航道橋梁改建提供參考。

大蘆線航道；航道整治；跨航道橋梁；預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁；系桿拱橋

1　工程概況

內(nèi)河航運(yùn)是上海國際航運(yùn)中心集疏運(yùn)體系和城鄉(xiāng)綜合交通系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。根據(jù)《上海市內(nèi)河航運(yùn)發(fā)展規(guī)劃》，發(fā)展內(nèi)河航運(yùn)，打造“一環(huán)十射”高等級航道網(wǎng)，是今后一段時(shí)期的重點(diǎn)建設(shè)任務(wù)。

大蘆線航道位于上海東南部，作為上海市“一環(huán)十射”規(guī)劃干線航道之一，是上海國際航運(yùn)中心建設(shè)的重要組成部分，是溝通洋山深水港區(qū)和相鄰省區(qū)的重要國家級集裝箱運(yùn)輸主通道。

大蘆線航道整治二期工程西段包括閔行浦江段及浦東航頭新場段，航道西起黃浦江處西閘，止于新場鎮(zhèn)和宣橋鎮(zhèn)的行政分界，航道長度為14.65 km。大蘆線現(xiàn)狀河道名稱為大治河，按Ⅲ級航道標(biāo)準(zhǔn)整治，工程范圍內(nèi)共涉及10座跨航道橋梁改建或新建（見圖1）。

圖1　橋梁地理位置圖

2　主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）航道等級：Ⅲ級通航標(biāo)準(zhǔn)。

（2）通航水位：設(shè)計(jì)最高通航水位3.2 m，設(shè)計(jì)最低通航水位2.0 m。

（3）航道面寬及通航尺度

根據(jù)航道規(guī)劃，浦星公路橋位于西閘停泊區(qū)，通航凈寬取航道設(shè)計(jì)面寬195 m；新匯路橋和湖北碼頭橋南岸為規(guī)劃浦江港區(qū)，規(guī)劃藍(lán)線寬117 m，通航凈寬105.5 m。圖2為規(guī)劃浦江港區(qū)航道斷面。

圖2　規(guī)劃浦江港區(qū)航道斷面（單位：m）

其余橋梁位于航道標(biāo)準(zhǔn)段，航道設(shè)計(jì)面寬102 m，通航凈寬79 m。

航道通航凈高7.0 m（矩形斷面），且要求橋梁一孔跨過通航水域布置。

（4）道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

大蘆線航道整治二期工程西段10座跨航道橋梁相關(guān)道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1　道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)橋梁改建原則，有道路規(guī)劃的橋梁按規(guī)劃斷面一次性實(shí)施到位；無道路規(guī)劃的橋梁按拆一還一原則，改建橋梁寬度按不小于現(xiàn)狀橋?qū)捛也恍∮?.0 m凈寬的斷面規(guī)模改建。

（5）橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

荷載等級：浦星公路橋?yàn)楣发窦?；航塘公路橋?yàn)槌?A級；其余橋梁取城-B級。

抗震設(shè)防烈度7度，地震動(dòng)峰值加速度為0.10 g，主橋抗震措施等級按8度設(shè)防。

3　建設(shè)條件

3.1橋梁現(xiàn)狀

恒南路橋西側(cè)的魯匯窯廠橋已拆除，需按規(guī)劃線位遷建，其余9座橋位處均有現(xiàn)狀橋梁。

現(xiàn)狀浦星公路主橋?yàn)?5 m+40 m+35 m簡支T梁，引橋?yàn)榭招陌辶海瑯蛎骐p向4車道規(guī)模，橋梁總寬29.5 m，通航凈高4.96 m。

現(xiàn)狀召泰路橋（新匯西側(cè)）及湖北碼頭橋主橋?yàn)?2 m+43.5 m+42 m雙曲拱橋，橋面總寬6.5 m，通航凈高5.6 m。

其余橋梁為跨徑22～29 m簡支小箱梁，橋面總寬6.5 m、9.5 m，通航凈高4.3～4.8 m（見圖3～圖5）。

圖3　現(xiàn)狀浦星公路橋

圖4　現(xiàn)狀雙曲拱橋

圖5　現(xiàn)狀小箱梁橋

以上現(xiàn)狀橋梁通航凈空尺度不滿足Ⅲ級通航標(biāo)準(zhǔn)，均為通航不達(dá)標(biāo)橋梁，需拆除重建。

3.2線位及交通組織

（1）橋梁線位

該工程所在區(qū)域主要分布有居民區(qū)、廠房、農(nóng)田、碼頭等，部分橋梁沿線已形成較穩(wěn)定的商業(yè)、居住區(qū)，道路平面布置空間狹窄。

跨航道橋梁改建本著盡量不破壞現(xiàn)有的街區(qū)現(xiàn)狀及交通布局，方便群眾出行，節(jié)約土地資源的原則，橋梁改建線位原則上利用老橋橋位。

該工程恒南路橋、新匯路橋線位根據(jù)道路規(guī)劃進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，新橋由老橋位遷建。

此外，對于部分無道路規(guī)劃的橋梁，有條件時(shí)可考慮新建橋位偏離老橋一定位置，以確保新橋施工期間保持老橋通行。湖北碼頭橋、航南公路橋、航都路橋?qū)儆诖祟惽闆r（見圖6、圖7）。

圖6　新匯路橋橋位

圖7　湖北碼頭橋橋位

（2）施工期間交通組織

跨航道橋梁是溝通河道兩岸的重要通道，對于新老橋線位重合，施工期間需中斷交通的橋梁改建，應(yīng)充分考慮施工期間交通組織及建設(shè)時(shí)序，滿足兩岸交通過河需求。

該工程航塘公路新橋分幅布置，僅西幅橋與老橋重合?？上仁┕|幅橋，東幅橋修建完畢后拆除老橋新建西幅橋，施工期間維持老橋通車。

浦星公路橋、三魯公路橋、新奉公路橋、楊輝路橋新老橋中心線重合，施工期間需中斷老橋交通，故考慮分批建設(shè)，采用交通繞行并配合修建臨時(shí)交通便橋方案。

三魯公路橋考慮第二批實(shí)施，三魯公路交通繞行現(xiàn)狀浦星公路橋及第一批建成的恒南路橋。浦星公路橋考慮第三批建設(shè)，浦星公路交通繞行三魯公路，并修建便橋滿足輕載交通過河。

新奉公路橋與楊輝路橋分批建設(shè)并互為繞行。楊輝路橋第一批實(shí)施，交通繞行新奉公路。新奉公路橋第二批實(shí)施，交通繞行楊輝路橋，并修建便橋滿足輕載交通過河。

4　主橋跨徑及主墩布置

大蘆線航道為限制性航道，根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》，水上過河建筑物應(yīng)采取一孔跨過通航水域。此外，主橋跨徑還應(yīng)根據(jù)航道寬度、防汛通道位置、橋梁軸線與航道的夾角、避讓老橋墩臺及現(xiàn)有管線等確定。

4.1浦星公路橋

浦星公路橋位于西閘停泊區(qū)，航道設(shè)計(jì)面寬為195 m（見圖8）。

圖8　浦星公路橋主跨布置

主橋在航道南岸避讓停泊區(qū)靠船墻，北岸避讓老橋橋墩，并滿足主墩內(nèi)側(cè)布置防汛通道要求，新建主橋主跨適當(dāng)加大至230 m。由于主橋規(guī)模較大，將主墩遠(yuǎn)離河道布置，可減小承臺埋深，避免深基坑開挖，并與護(hù)岸互不影響，確保主橋下部結(jié)構(gòu)安全，施工方便。

4.2航道標(biāo)準(zhǔn)段橋梁

根據(jù)主橋一跨過河要求，結(jié)合102 m航道設(shè)計(jì)面寬，采用方案一（墩身緊鄰河道藍(lán)線、65 m+ 107 m+65 m連續(xù)梁）與方案二（承臺緊鄰河道藍(lán)線、69 m+112 m+69 m連續(xù)梁）兩種方案進(jìn)行比較論證（見圖9、圖10）。

圖9　航道標(biāo)準(zhǔn)段主跨方案一（107 m主跨）（單位：m）

圖10　航道標(biāo)準(zhǔn)段主跨方案二（112 m主跨）（單位：m）

方案一主橋規(guī)模較小，但主墩承臺埋深增加。以30 m橋?qū)挼念A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁為例，方案一較方案二主橋造價(jià)減少468萬元，而基坑增加造價(jià)435萬元，總體而言方案一總造價(jià)略?。ㄒ姳?）。

表2　主橋兩種跨徑方案建安費(fèi)比較

此外，方案一主橋梁高較小，可適當(dāng)減小引橋長度，從而進(jìn)一步減小工程總造價(jià)；采用墩身緊鄰河道藍(lán)線，也有利于防汛通道的布置。

方案一基坑開挖深度比方案二增大3.0 m，增加了基坑開挖費(fèi)用及風(fēng)險(xiǎn)，但考慮7.5 m深度的基坑開挖施工有一定經(jīng)驗(yàn)，基坑開挖風(fēng)險(xiǎn)是可控制的。

綜上所述，為有效地減小橋梁規(guī)模，降低工程造價(jià)，位于航道標(biāo)準(zhǔn)段的橋梁，在無其他限制條件下推薦采用方案一107 m主跨方案。將承臺侵入河道藍(lán)線并埋入規(guī)劃河底，墩身緊鄰藍(lán)線，并在內(nèi)側(cè)設(shè)置護(hù)岸，主墩承臺兼作護(hù)岸的基礎(chǔ)。

結(jié)合其他影響因素，該工程位于航道標(biāo)準(zhǔn)段的橋梁主跨跨徑取值見表3。

4.3港區(qū)橋梁

新匯路橋和湖北碼頭橋南岸為遠(yuǎn)期規(guī)劃浦江港區(qū)，航道規(guī)劃藍(lán)線寬117 m。北岸橋墩參照航道標(biāo)準(zhǔn)段橋梁布置形式。南岸河底標(biāo)高為-2.0 m，如仍將墩身緊鄰河道藍(lán)線，承臺埋入規(guī)劃河底，基坑開挖深度達(dá)11 m，基坑開挖費(fèi)用及風(fēng)險(xiǎn)大大增加。

綜合考慮，該兩座橋梁港區(qū)側(cè)主墩承臺緊鄰河道藍(lán)線布置（見圖11），以減小承臺埋深。承臺底標(biāo)高取-2.5 m，承臺基坑開挖深度約7.0 m。

表3　航道標(biāo)準(zhǔn)段橋梁主跨一覽表

圖11　港區(qū)橋梁位于港區(qū)側(cè)主墩布置（單位：m）

此外，新匯路橋與航道斜交13°，主橋斜橋正做，主橋跨徑取135 m。湖北碼頭橋與航道正交，主橋跨徑取123 m。

5　橋梁方案設(shè)計(jì)

5.1浦星公路橋

浦星公路橋主跨為230 m，適用橋型主要有下承式系桿拱橋、自錨式懸索橋及斜拉橋等。自錨式懸索橋施工工藝復(fù)雜，施工周期長，總體造價(jià)較高，故不予采用。

與雙塔斜拉橋相比較，下承式系桿拱橋?yàn)閱慰绾喼ЫY(jié)構(gòu)，主橋規(guī)模小，造價(jià)低。此外，結(jié)合該橋特定條件，部分主跨位于航道尚未開挖的岸上，部分主跨位于水中但可充分利用老橋基礎(chǔ)作為臨時(shí)支撐，較適合采用先梁后拱法施工，從而對降低主橋造價(jià)起到了關(guān)鍵作用，且降低了施工難度與風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，浦星公路橋主橋采用單跨230 m下承式系桿拱橋，主拱為鋼箱提籃式拱肋，主梁為鋼-混凝土組合梁（見圖12）。

5.2其他主橋

新匯路橋、湖北碼頭橋南岸為浦江港區(qū)，港區(qū)側(cè)航道全斷面均需滿足7 m通航凈高要求。

圖12　浦星公路橋效果圖

新奉公路橋西側(cè)大治河南岸接奉新港航道，考慮船舶進(jìn)出奉新港，南岸航道全斷面均需滿足相應(yīng)通航凈高要求。此外，主橋至豐南路平交口較近，為減小道路縱坡，應(yīng)控制主橋梁高。

故以上三座橋主橋推薦采用主梁結(jié)構(gòu)高度較小的下承式系桿拱橋。系桿拱橋采用先梁后拱法施工，主拱采用鋼箱拱，主梁為鋼-混凝土組合梁。系桿拱橋景觀效果較好（見圖13），此外為避免單調(diào)雷同，各橋主拱配以不同顏色的涂裝。

圖13　下承式系桿橋效果圖

其余6座橋梁受控因素較少，主橋優(yōu)先采用技術(shù)可靠、施工工藝成熟、經(jīng)濟(jì)合理的現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（見圖14）。

圖14　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁效果圖

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用掛籃懸臂現(xiàn)澆，施工方便，對航道通航影響小。為增加景觀效果，部分主橋外側(cè)立面采用造型模板處理，以勾勒出特殊的條紋圖案。

5.3引橋方案

引橋采用簡支小箱梁或改進(jìn)型空心板。小箱梁結(jié)構(gòu)簡單，工程經(jīng)驗(yàn)成熟，結(jié)構(gòu)剛度較大，抗扭性能較好。改進(jìn)型空心板相比于上海市標(biāo)準(zhǔn)空心板梁，其梁高、板厚均有所提高，橫向接縫采用了剛接形式，提高了結(jié)構(gòu)剛度，增強(qiáng)了橋梁橫向的整體受力性能，提高了耐久性。

6　結(jié)　語

上海市內(nèi)河航道整治工程還處在初期階段，其改建實(shí)施是一個(gè)長期的過程?？绺叩燃壓降罉蛄焊慕üこ躺婕皹蛄簲?shù)量眾多、建設(shè)條件復(fù)雜、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、主橋跨徑大等特點(diǎn)（見表4）。

表4　橋梁總體布置一覽表

跨航道橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合相關(guān)規(guī)劃、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并考慮各種影響因素，選擇合適的橋位布置、斷面規(guī)模、主跨跨徑和橋型方案。

一般情況下，主橋優(yōu)先采用經(jīng)濟(jì)合理、施工方便、對航道通航影響小的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。下承式系桿拱橋主梁結(jié)構(gòu)高度低，主橋規(guī)模小，是港區(qū)、停泊區(qū)等處的合適橋型。

［1］陳劍鋒.三魯公路跨航道橋梁主橋方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選［J］.城市道橋與防洪，2013（6）:67-70.

［2］李志峰，曹一中，馮俊.內(nèi)河水運(yùn)建設(shè)示范工程跨航橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)［J］.水運(yùn)工程.2009（9）:111-115.

［3］上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司.上海跨高等級航道橋型方案研究報(bào)告［R］.上海：上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，2015.

［4］上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司.大蘆線航道整治二期工程-跨航道橋梁工程施工圖設(shè)計(jì)文件［R］.上海：上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，2013.

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1009-7716（2016）07-0147-05

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.07.043

2016-03-23

鄢余文（1978-），男，江西上饒人，碩士，高級工程師，從事橋梁工程設(shè)計(jì)工作。