阮波 林云 曾有鳳

摘要：為了滿(mǎn)足城市空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展需要，優(yōu)化城市綜合交通網(wǎng)結(jié)構(gòu)，需要將既有六車(chē)道的南寧市三岸大橋改造為滿(mǎn)足雙向八車(chē)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(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，提出了合理的改造方案及實(shí)施流程，并從經(jīng)濟(jì)性、施工、適用性、景觀效果等方面對(duì)復(fù)線(xiàn)橋橋型方案進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了合理的橋型方案。

關(guān)鍵詞：三岸大橋;改造方案;復(fù)線(xiàn)橋;系桿拱橋

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：U445.6文章標(biāo)識(shí)碼：A210784

0 引言

南寧市三岸大橋位于南寧市青秀區(qū)，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(mǎn)足南寧市城市空間結(jié)構(gòu)發(fā)展需要，優(yōu)化南寧市綜合交通網(wǎng)結(jié)構(gòu)，需要將現(xiàn)有東環(huán)高速路改造為城市快速路。三岸大橋改造是東環(huán)高改快工程中跨越邕江的通道，是整個(gè)項(xiàng)目的一個(gè)控制性節(jié)點(diǎn)。

東環(huán)高改快工程，需將現(xiàn)狀高速公路標(biāo)準(zhǔn)的道路調(diào)整為城市快速路標(biāo)準(zhǔn)，快速路采用雙向八車(chē)道，而現(xiàn)狀三岸大橋?yàn)殡p向六車(chē)道，為實(shí)現(xiàn)橋梁六車(chē)道與路段八車(chē)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(qū)范圍之外的東部區(qū)域，跨越邕江。其上游附近建設(shè)有良慶大橋、青山大橋及待建的青坪大橋，下游建設(shè)有龍崗大橋等。其北岸連接鳳嶺南互通，目前已經(jīng)改造完成通車(chē);南岸連接待建的龍華立交，屬于青坪大橋項(xiàng)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(xiàn)狀三岸大橋?yàn)閱慰變艨?70 m的鋼管混凝土中承式拱橋?；A(chǔ)采用明挖混凝土基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)，通航等級(jí)為三級(jí)。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(xù)鋼桁拱結(jié)構(gòu)。

2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級(jí)：城市快速路。

（2）設(shè)計(jì)荷載：汽車(chē)荷載采用城-A級(jí)，人群荷載按《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ11-2011）第10.0.5條的規(guī)定采用。

（3）通航：規(guī)劃通航等級(jí)為Ⅱ級(jí);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(shè)計(jì)洪水位頻率：采用300年一遇，高程為79.93 m。

（5）地震：根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18303-2015），南寧市地震動(dòng)峰加速度值為0.10 g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，與地震基本烈度值對(duì)照，相當(dāng)于7度。本橋?qū)儆诖罂鐝焦皹?、懸索橋、斜拉橋，橋梁抗震設(shè)防類(lèi)別為甲類(lèi)，抗震措施等級(jí)按8度設(shè)防。

（6）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用年限均為100年;結(jié)構(gòu)耐久性按Ⅰ類(lèi)環(huán)境設(shè)計(jì)。

（7）橋梁安全等級(jí)：一級(jí)。

3 改造重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

三岸大橋橋位建設(shè)條件十分復(fù)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(shè)計(jì)和實(shí)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(shí)，最高通航水位由73.1 m變?yōu)?6.4 m，抬高了3.3 m，這給三岸大橋的平面、縱面接線(xiàn)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(gòu)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(shè)施工都存在很大的困難。

（3）從平面接線(xiàn)以及航道條件來(lái)看，新舊橋之間間距應(yīng)越近越好。當(dāng)新舊橋橋面間距按4 m設(shè)計(jì)時(shí)，則基礎(chǔ)之間凈距最小為2.2 m，距離非常近。新橋基礎(chǔ)施工對(duì)運(yùn)營(yíng)中的舊橋基礎(chǔ)帶來(lái)較大的安全隱患，給設(shè)計(jì)施工帶來(lái)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(xié)調(diào)，新三岸大橋橋型選擇受限。同時(shí)，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(shè)對(duì)江灣路的影響，新橋最好不設(shè)邊跨，這也給三岸大橋橋型選擇帶來(lái)了制約。

4 改造方案

本項(xiàng)目為跨江、技術(shù)復(fù)雜、主跨徑>270 m的特大橋改造工程，需要對(duì)舊橋加固利用還是拆除重建進(jìn)行綜合比選;結(jié)合施工交通組織方案，對(duì)主橋橋型方案、結(jié)構(gòu)形式、施工方案等進(jìn)行充分的比選論證，擬采用三種方案進(jìn)行對(duì)比論述。見(jiàn)表1。

（1）方案1為保留舊橋，新建右幅橋。近期保留舊橋通車(chē)，同時(shí)新建四車(chē)道的三岸右幅橋。這樣新舊橋形成了雙向八車(chē)道。遠(yuǎn)期待舊橋達(dá)到使用年限時(shí)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(qū)的三個(gè)橋梁將在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)存在高-低-高的空間形態(tài)，景觀上不協(xié)調(diào)。

（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(fù)線(xiàn)橋。待右幅復(fù)線(xiàn)橋通車(chē)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(shí)機(jī)不同。方案1為分期實(shí)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(shè)。本方案思路簡(jiǎn)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(chē)道的新三岸大橋。

顯然，該方案需長(zhǎng)時(shí)間完全中斷三岸大橋節(jié)點(diǎn)交通，由周邊路網(wǎng)分流，社會(huì)影響非常大。

現(xiàn)狀三岸大橋運(yùn)營(yíng)狀況良好，若現(xiàn)階段拆除重建，存在較大的資源浪費(fèi)和社會(huì)影響。從節(jié)約投資、減小社會(huì)影響的角度看，推薦采用方案1。通過(guò)選擇與舊橋造型匹配的復(fù)線(xiàn)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(shí)施流程如下：

（1）舊橋按現(xiàn)狀雙向六車(chē)道通行;

（2）對(duì)舊橋橋梁基礎(chǔ)及邊坡進(jìn)行必要的防護(hù)，保證舊橋安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上，在舊橋上游新建由北向南的四車(chē)道三岸復(fù)線(xiàn)橋（滿(mǎn)足二級(jí)航道凈空要求）;

（3）復(fù)線(xiàn)橋完工后將交通流引向復(fù)線(xiàn)橋，并改造舊橋?yàn)橛赡舷虮钡乃能?chē)道橋梁;

（4）舊橋及新建復(fù)線(xiàn)橋組成滿(mǎn)足雙向八車(chē)道的城市快速路橋梁。

5 復(fù)線(xiàn)橋橋型方案研究

三岸大橋復(fù)線(xiàn)橋的通航等級(jí)為規(guī)劃Ⅱ級(jí)航道，通航凈空要求不小于現(xiàn)有三岸大橋凈空，因此其主橋要求跨徑≥凈270 m。結(jié)合地形、地質(zhì)、施工條件，復(fù)線(xiàn)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(gè)橋型方案進(jìn)行比較。

復(fù)線(xiàn)橋橋型方案比較如表2所示。

（1）經(jīng)濟(jì)性

從工程投資角度看，方案一、方案二、方案三相差不大，建設(shè)總投資均在4.1億元左右，方案四投資最高。從后期運(yùn)營(yíng)成本來(lái)看，方案一、方案二橋面系采用鋼格構(gòu)+混凝土橋面板，后期主要是吊桿的更換維護(hù);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(shè)置抽濕系統(tǒng)。因此后期運(yùn)營(yíng)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(xiàng)目無(wú)論采用何種橋型和施工方案，首要考慮的問(wèn)題就是需保證復(fù)線(xiàn)橋施工過(guò)程中舊橋的安全運(yùn)營(yíng)。方案一、方案三、方案四主橋均采用樁基礎(chǔ)，樁基施工采用鉆孔灌注的工藝，無(wú)須大規(guī)模明挖，對(duì)舊橋基礎(chǔ)影響較小;方案二需大面積開(kāi)挖擴(kuò)大基礎(chǔ)和地下連續(xù)墻，為了減小基礎(chǔ)施工過(guò)程中對(duì)舊橋基礎(chǔ)的影響，需要加強(qiáng)基坑防護(hù)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(tǒng)施工，方案三斜拉橋采用懸臂對(duì)稱(chēng)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(shè)置頂推臨時(shí)墩，對(duì)通航和行洪有一定的影響。

從施工上看，方案一、方案三較優(yōu)。

（3）適用性

四個(gè)橋型方案均采用單孔雙向通航，都能滿(mǎn)足通航和行洪要求;均能滿(mǎn)足車(chē)輛及行人通行所需的結(jié)構(gòu)剛度要求。方案四整體最弱，相較其他三個(gè)方案來(lái)說(shuō)行車(chē)舒適性方面略有不及。

（4）景觀效果

本項(xiàng)目地理位置特殊，復(fù)線(xiàn)橋橋位附近除了現(xiàn)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(yīng)獨(dú)立來(lái)看，而應(yīng)將三座橋梁作為一個(gè)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(lèi)似，三座橋梁擺放在一起總體而言是比較和諧統(tǒng)一的。方案一采用下承式系桿拱，拱肋結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式一樣的鋼管混凝土拱橋，但跨徑和橋面比舊橋適當(dāng)增大和抬高，復(fù)線(xiàn)橋與舊橋拱肋大致呈平行的弧線(xiàn)形，從外形上看復(fù)線(xiàn)橋類(lèi)似一座由舊橋同比例放大的橋梁。對(duì)比方案一和方案二兩種拱橋結(jié)構(gòu)，從景觀上看均與橋址環(huán)境協(xié)調(diào)，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(jié)構(gòu)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(wǎng)格，視覺(jué)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(fēng)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(xié)調(diào)性不足。

綜合經(jīng)濟(jì)性、施工、適用性及景觀效果看，方案一最優(yōu)。三岸大橋復(fù)線(xiàn)橋推薦采用橋型方案一：下承式鋼管混凝土系桿拱橋。

6 結(jié)語(yǔ)

三岸大橋改擴(kuò)建是整個(gè)東環(huán)高改快的控制性工程。本文通過(guò)對(duì)三岸大橋改造的全面論述、分析與比較，提出了以下具有現(xiàn)實(shí)參考意義的意見(jiàn)：

（1）三岸大橋橋址航道條件較差，建設(shè)條件復(fù)雜，受高壓塔、鐵路橋、南北岸接線(xiàn)條件等限制較大，在將來(lái)的設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)著重考慮這些因素的影響。

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

（3）綜合經(jīng)濟(jì)性、施工、適用性及景觀效果看，三岸大橋復(fù)線(xiàn)橋推薦采用下承式鋼管混凝土系桿拱橋。

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