周天喜

（廣州南沙開發(fā)區(qū)建設(shè)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)辦公室 廣州511455）

1 工程概況

某跨海工程位于廣州市南沙區(qū)的東南部，跨越蕉門口外的龍穴南水道，規(guī)劃為東西向貫穿并連接萬頃沙片區(qū)與龍穴島片區(qū)的城市主干道。

本工程西起萬頃沙鎮(zhèn)紅蓮路與迪安路路口，東至龍穴大道，在萬頃沙九涌和十涌之間穿越龍穴南水道，主線全長約2.2 km。

本工程將成為萬頃沙片區(qū)與龍穴島片區(qū)重要的市政道路通道，在確立自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)區(qū)塊后，項(xiàng)目的建設(shè)為南沙地區(qū)提供了橫向的快速交通通道，也為龍穴島對(duì)外聯(lián)系增添了通道，改善了南沙地區(qū)的交通網(wǎng)絡(luò)，更是萬頃沙保稅港加工制造業(yè)區(qū)塊及海港區(qū)塊-龍穴島作業(yè)區(qū)之間的重要通道之一，本工程平面如圖1所示。

本工程未來將延伸至中山境內(nèi)，為南沙港構(gòu)建一條西向腹地的快速疏港通道，將加快南沙以西的廣大區(qū)域的貨物進(jìn)出南沙港的運(yùn)輸速度，加強(qiáng)廣州市南沙港同其周邊地區(qū)的交通聯(lián)系。對(duì)帶動(dòng)南部組團(tuán)的土地利用乃至南沙地區(qū)的土地整體開發(fā)，帶動(dòng)城市南拓，拉開城市布局，疏散城市功能，優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義，是配合城市總體規(guī)劃的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，必將進(jìn)一步增強(qiáng)廣州作為區(qū)域中心城市的集聚和擴(kuò)散功能，將擴(kuò)大自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)的輻射范圍。

圖1 廣州市某跨海工程平面Fig.1 The Plan of Cross-sea Project in Guangzhou

2 橋隧論證

本次研究對(duì)該跨海工程橋梁推薦方案和隧道推薦方案進(jìn)行綜合比選，其中橋梁推薦方案為主跨458 m的雙塔斜拉橋方案，隧道推薦方案為萬新大道西側(cè)接地沉管隧道方案。橋隧方案比選的范圍相同（均為本項(xiàng)目研究范圍），即起點(diǎn)均位于紅蓮路與迪安路路口，終點(diǎn)均位于龍穴島匝道與龍穴大道銜接點(diǎn)。

2.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

⑴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年。

⑵橋梁設(shè)計(jì)荷載：汽車荷載為城-A 級(jí)及公路Ⅰ級(jí)，人群荷載按規(guī)范取值。

⑶ 抗震設(shè)防類別：乙類，抗震設(shè)防烈度7度。

⑷設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)。

⑸設(shè)計(jì)洪水頻率：特大橋1/300。

⑹通航標(biāo)準(zhǔn)：龍穴南水道航道等級(jí)為Ⅰ級(jí)，通航3 000 t海輪；通航凈空有待通航論證進(jìn)一步確定。

⑺設(shè)計(jì)基本風(fēng)速：百年一遇V10=32.6 m/s。

2.2 橋梁方案

主線橋梁基本服從城市道路跨海工程通道規(guī)劃，萬頃沙側(cè)接線橋梁軸線與規(guī)劃道路中心線一致，橋梁方案平面如圖2所示。

圖2 橋梁方案平面Fig.2 The Plan of Bridge scheme

龍穴南水道現(xiàn)狀為內(nèi)河Ⅰ級(jí)航道，通航3 000 t級(jí)海輪；發(fā)展規(guī)劃為可通航5 000 t 級(jí)雜貨船的沿海航道，主橋通航孔跨度選擇受河道防洪規(guī)劃及通航條件2 個(gè)因素控制。另外，結(jié)合臨近橋梁的孔跨及凈空要求，特別是本橋與南沙港鐵路龍穴南水道橋同屬于“龍穴南水道北段”航道，本橋應(yīng)采用不低于臨近在建橋梁標(biāo)準(zhǔn)，通航凈空及孔跨布置應(yīng)不小于南沙港鐵路橋，考慮橋梁軸線與航道夾角影響，本橋跨度應(yīng)適當(dāng)加大，故本橋主跨跨度應(yīng)不小于452.7 m。本次橋梁方案研究，跨龍穴南水道主孔跨度暫定為458 m。

過水管設(shè)置在主橋中央分隔帶范圍內(nèi)，除雙向六車道外，在道路兩側(cè)各設(shè)置了通信及燃?xì)夤芫€過江，截面箱內(nèi)正中設(shè)高壓電纜通道。橋梁方案橫斷面示意圖如圖3所示。

2.3 隧道方案

經(jīng)過必選，沉管方案線形條件、交通疏解、疏散救援、地層適應(yīng)性、施工難度、工期保障等方面相比盾構(gòu)方案具有較大優(yōu)勢(shì)（沉管方案與盾構(gòu)方案的比選本文不再贅述）。因此，本次研究推薦沉管隧道方案，即隧道在萬新大道以西接地，并設(shè)置平行匝道方案，隧道方案平面如圖4所示。

圖3 橋梁方案橫斷面示意圖Fig.3 Schematic Diagram of Cross Section for Bridge Scheme （mm）

隧道橫斷面采用兩孔兩管廊矩形結(jié)構(gòu)。左右行車孔之間設(shè)置中廊道，廊道上、下層敷設(shè)隧道管線，中間層作為疏散通道。隧道頂部預(yù)留800 mm 設(shè)備安裝空間，兩側(cè)預(yù)留0.15 m 的裝修空間和施工誤差，隧道外側(cè)管廊作為市政過江管線敷設(shè)空間，隧道方案橫斷面示意圖如圖5所示。

圖5 隧道方案橫斷面示意圖Fig.5 Schematic Diagram of Cross Section for Tunnel Scheme (mm)

2.4 橋隧方案比選

橋梁及隧道2種方案綜合比較如表1所示。

對(duì)雙塔斜拉橋方案和萬新大道以西接地沉管隧道方案從多方面進(jìn)行了深入比選，橋梁、隧道方案技術(shù)上均可行。

在線形條件、運(yùn)營期防洪和通航、岸線利用、搭載超高壓線纜等方面隧道方案優(yōu)于橋梁方案，而在逃生疏散、環(huán)境保護(hù)、行車舒適性、?；奋囕v通行、人行交通、施工期對(duì)防洪和通航的影響、施工期對(duì)既有道路的影響、施工工期、工程投資、運(yùn)營維護(hù)成本等方面橋梁方案優(yōu)于隧道方案；經(jīng)綜合比選，橋梁方案更具優(yōu)勢(shì)［1-2］。

3 橋梁方案研究

3.1 橋型方案研究

結(jié)合主孔跨徑及受力的要求，主橋可選的橋型主要有斜拉橋（方案1）、自錨式懸索橋（方案2）和鋼拱橋（方案3）這3種橋型。各種橋型方案比較如表2所示。

表1 橋隧方案比較Tab.1 Comparison of Bridge and Tunnel Scheme

由表2可知，從橋梁景觀性、施工難度、受力性能、施工期間對(duì)航道的影響及經(jīng)濟(jì)性能方面綜合考慮，斜拉橋的整體優(yōu)勢(shì)更大，作為推薦方案［3-5］。

3.2 主橋結(jié)構(gòu)體系研究

根據(jù)水利及通航主管部門的批復(fù)意見及本橋方案設(shè)計(jì)階段論證情況，本跨海大橋工程實(shí)施方案采用主跨580 m 的斜拉橋方案。從引橋匝道接入條件，結(jié)構(gòu)受力的合理性、經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，主橋橋型方案采用混合梁斜拉橋，邊跨采用混凝土主梁，主跨采用鋼箱梁或結(jié)合梁［6-7］。

主橋方案1 采用（62+104+580+104+62）m 雙塔斜拉橋，主橋全長912 m，其中主跨采用鋼箱梁，邊跨采用混凝土主梁，立面布置及橫斷面分別如圖6 所示。主橋邊跨長166 m，邊中跨比例為0.286。主橋結(jié)構(gòu)采用半漂浮體系。

主橋方案2 采用（92+104+580+104+92）m 雙塔斜拉橋，主橋全長972 m，其中主跨采用結(jié)合梁，邊跨采用混凝土主梁，立面布置及橫斷面分別如圖7 所示。主橋邊跨長196 m，邊中跨比例為0.338。主橋結(jié)構(gòu)采用半漂浮體系。

圖7 方案2立面及橫斷面布置Fig.7 The Scheme 2 Elevation and Cross Section Layout （cm）

2種不同橋梁的結(jié)構(gòu)體系比較如表3所示。

通過對(duì)橋梁的功能、技術(shù)特點(diǎn)、施工特點(diǎn)、工期以及造價(jià)等方面進(jìn)行綜合比較，推薦方案1（62+104+580+104+62）m混合梁斜拉橋（主跨鋼箱梁）方案作為本橋的推薦方案。

4 結(jié)語

通過對(duì)廣州市某跨海工程方案的深入研究，橋梁、隧道方案在技術(shù)上均可行，在線形條件、運(yùn)營期防洪和通航、岸線利用、搭載超高壓線纜等方面隧道方案優(yōu)于橋梁方案，而橋梁方案在使用功能、工程投資、后期運(yùn)營維護(hù)成本等方面優(yōu)勢(shì)顯著。經(jīng)綜合比選，橋梁方案更具優(yōu)勢(shì)。對(duì)橋梁方案進(jìn)一步綜合研究比選，（62+104+580+104+62）m 混合梁斜拉橋（主跨鋼箱梁）方案性價(jià)比最高，作為該跨海工程的實(shí)施方案。該工程方案設(shè)計(jì)具有一定的代表性，可為類似工程提供參考與借鑒［8-10］。

表2 橋型方案比較Tab.2 Comparison of Bridge Scheme

表3 橋梁結(jié)構(gòu)體系比較Tab.3 Comparison of Bridge Structure