田澤垠

（河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，鄭州 450018）

安陽至羅山高速公路是《河南省高速公路網(wǎng)規(guī)劃（2021—2035 年）》中規(guī)劃布局的16 條南北縱向通道之一，項(xiàng)目起于安陽北的豫冀省界，接河北省規(guī)劃的清苑至魏縣高速公路，向南至信陽羅山縣南的豫鄂省界，接湖北省規(guī)劃的大悟至武漢高速公路。項(xiàng)目建成后將在京港澳高速和大廣高速之間形成新的縱向通道，對進(jìn)一步強(qiáng)化區(qū)域間經(jīng)濟(jì)融合、加強(qiáng)中原城市群與雄安新區(qū)和長江中游城市群聯(lián)系、帶動(dòng)沿線城市群一體發(fā)展、緩解京港澳高速交通壓力及加快鄭州市大都市圈建設(shè)有著重要的意義。

1 項(xiàng)目概況

擬建項(xiàng)目為安羅高速原陽至鄭州段，是安羅高速的重要組成部分。項(xiàng)目起點(diǎn)位于新鄉(xiāng)市原陽縣太平鎮(zhèn)鄉(xiāng)虎張村西北，與蘭考至原陽高速公路封丘至原陽段交叉，路線向南經(jīng)陡門鄉(xiāng)，在陡門鄉(xiāng)東側(cè)跨越黃河至鄭州市中牟縣雁鳴湖鎮(zhèn)，在雁鳴湖鎮(zhèn)朱固村南與連霍高速交叉并順接已建的機(jī)西高速，到達(dá)項(xiàng)目終點(diǎn)，路線全長約21.7 km。

2 跨越黃河段水文條件

安陽至羅山黃河大橋位于黃河下游花園口-夾河灘河段，橋位河段河道形態(tài)復(fù)雜，可歸納出如下特點(diǎn)：①河槽淤積嚴(yán)重，甚至槽高灘低，呈“二級懸河”之勢，臨背懸差一般為3~7 m；②河道寬、淺且散亂，河勢多變，主流擺動(dòng)頻繁；③洪水突發(fā)性強(qiáng)，預(yù)見期短，防守決策無周旋余地；④險(xiǎn)工堤段長，險(xiǎn)工段占堤防長度的70%，遇大洪水將全線吃緊，防守任務(wù)艱巨。

3 跨越黃河段現(xiàn)有水利工程設(shè)施

3.1 堤防工程

黃河下游大堤歷史悠久，為歷代不斷修建而成。為了保障防洪安全，近年來黃河下游相繼開展了大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化堤防工程建設(shè)，堤防的抗洪能力增強(qiáng)。黃河下游大堤的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為防御花園口洪峰流量22 000 m3/s的洪水，橋位河段相應(yīng)的設(shè)防流量為22 000 m3/s。

橋位河段兩岸堤頂高程已基本滿足2 000 a 設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，兩岸堤頂寬度均為12 m，臨河、背河邊坡為1∶3。

3.2 河道整治工程

橋位河段河道整治工程包括險(xiǎn)工、控導(dǎo)和防滾河工程，整治河寬為1 000 m。

4 影響橋位選址的其他控制因素

河南鄭州黃河濕地省級自然保護(hù)區(qū)位于鄭州市北部的黃河南側(cè)，呈帶狀東西走向，西起鞏義市康店鎮(zhèn)井溝村，東至中某縣狼城崗鎮(zhèn)東狼城崗村。由于保護(hù)區(qū)范圍呈東西走向，而高速公路路線呈南北走向，故擬建項(xiàng)目不可避免地需要穿越保護(hù)區(qū)。根據(jù)《河南鄭州黃河濕地省級自然保護(hù)區(qū)功能區(qū)調(diào)整綜合論證報(bào)告》，其在保護(hù)區(qū)范圍及功能區(qū)調(diào)整時(shí)，已考慮了本項(xiàng)目穿越保護(hù)區(qū)時(shí)的影響，將路線左右各200 m 布范圍內(nèi)劃為實(shí)驗(yàn)區(qū)，并在兩側(cè)外圍設(shè)置緩沖區(qū)，本項(xiàng)目橋位選址需從其預(yù)留的廊道范圍內(nèi)通過，減小對鄭州黃河濕地省級自然保護(hù)區(qū)影響。

5 橋位上下游已建黃河大橋

橋位處上游約13 km 為鄭州官渡黃河大橋，橋梁全長7.4 km，于2019 年10 月16 日建成通車；上游約34 km 處為京港澳高速劉江黃河公路大橋，全長9.8 km，雙向8 車道。下游約8 km 處為即將修建的G230 封丘至開封黃河大橋，設(shè)計(jì)主橋長約2.9 km；下游約34 km 處為大廣高速公路開封黃河橋，全長約7.8 km，為雙向6 車道。

6 主橋方案構(gòu)思

6.1 主橋布跨原則

主橋布跨考慮了以下與防洪要求相關(guān)的因素。

（1）布主河槽寬4 650 m，主河槽2 側(cè)為控導(dǎo)工程，主副橋需要跨越控導(dǎo)工程，由此確定主副橋總長為4 710 m。

（2）布橋位所在河段主河槽內(nèi)橋梁最小跨徑要求為100 m，橋梁與河道斜交，跨徑還應(yīng)適當(dāng)加大。

（3）布橋位處排洪主流河寬為1 000 m。

6.2 主橋布跨思路

主橋的布跨思路如下。①布跨思路一：125 m 變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。此方案與橋位上游的官渡黃河橋相同，采用6×（80 m+5×125 m+80 m）的變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。每聯(lián)有2 個(gè)邊跨80 m 不滿足最小跨徑的要求，通過5 個(gè)125 m 的中跨進(jìn)行補(bǔ)償。該方案共計(jì)42 跨，平均跨徑為112 m，此平均跨徑基本為河道管理部門可接受的最小跨數(shù)。②布跨思路二：大跨徑斜拉橋+100 m 跨徑組合梁。此方案設(shè)置一聯(lián)大跨徑斜拉橋，主河槽的其他部位采用100 m 等跨布置的組合梁。同時(shí)，保證主河槽內(nèi)的平均跨徑不小于112 m。

6.3 橋型選擇

根據(jù)上述防洪要求和布跨思路，對主橋提出多種橋跨方案進(jìn)行分析論證。

方案一：主橋橋跨布置為（3×100 m）雙邊箱鋼混組合梁+（110 m+135 m+520 m+135 m+110 m）斜拉橋+2×（3×100 m）+7×（4×100 m）雙邊箱鋼混組合梁，全長4 710 m，雙邊箱鋼混組合梁橋?qū)?×20.31 m，斜拉橋橋?qū)?5.5 m。效果圖如圖1 所示。

圖1 方案一斜拉橋立面布置圖

方案二：主橋橋跨布置為（3×100 m）雙邊箱鋼混組合梁+（110 m+180 m+430 m+180 m+110 m）斜拉橋+4×（7×100 m）+（6×100 m）雙邊箱鋼混組合梁，全長4 710 m，雙邊箱鋼混組合梁橋?qū)?×20.31 m，斜拉橋橋?qū)?5.5 m。

方案三：主橋橋跨布置為（3×100 m）雙邊箱鋼混組合梁+（2×100 m+2×355 m+2×100 m）斜拉橋+3×（7×100 m）+2×（6×100 m）雙邊箱鋼混組合梁，全長4 710 m，雙邊箱鋼混組合梁橋?qū)?×20.31 m，斜拉橋橋?qū)?5.5 m。效果圖如圖2 所示。

圖2 方案三斜拉橋效果圖

方案四：主橋橋跨布置為（80 m+3×100 m）雙邊箱鋼混組合梁+（115 m+4×280 m+115 m）斜拉橋+4×（6×100 m）+（5×100 m+80 m）雙邊箱鋼混組合梁，全長4 710 m，雙邊箱鋼混組合梁橋?qū)?×20.31 m，斜拉橋橋?qū)?5.5 m。效果圖如圖3 所示。

圖3 方案四斜拉橋效果圖

方案五：主橋橋跨布置為6×（80 m+5×125 m+80 m）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，全長4 710 m，橋?qū)?×20.31 m。

7 主橋方案比選

方案一至方案五的相互比較，差別主要在結(jié)構(gòu)的合理性、施工便捷性、工程造價(jià)、工期和景觀等方面，綜合比較見表1。

表1 主副橋方案比較表

綜合表1 分析，方案四主橋橋塔較多、略顯重復(fù)，景觀效果一般；方案三與方案一相比雖然造價(jià)略低，但景觀效果不顯著；方案二與方案一相比雖然造價(jià)略低，但其景觀可視范圍較小，辨識(shí)度稍低；方案一跨度最大，雖造價(jià)稍高，但其外形美觀、景觀效果好，蘊(yùn)含了河南作為中華文明發(fā)源地的形象，表現(xiàn)了河南現(xiàn)代化發(fā)展的進(jìn)程，更能契合項(xiàng)目功能定位的要求，突出橋梁的首位度也可進(jìn)一步提升鄭州大都市的城市形象，且推薦方案的橋型方案技術(shù)成熟。

8 結(jié)束語

綜合考慮橋梁的功能、施工難度、工期、造價(jià)、景觀、耐久性和維護(hù)工程量等因素，主橋方案推薦方案一：橋跨布置為（3×100 m）雙邊箱組合梁+（110 m+135 m+520 m+135 m+110 m）斜拉橋+2×（3×100 m）+7×（4×100 m）雙邊箱組合梁，其他為主橋的比較方案。