温州市瓯江特大桥主桥设计

2012-09-25 12:37伍英

湖南交通科技 2012年4期

伍英

(湖南省交通规划勘察设计院，湖南长沙 410008)

1 概述

104国道自北京至福州，是国道主干线之一，也是浙东南地区的重要交通动脉。目前温州境内的主要经济强镇基本沿现有104国道两侧布局，104国道对温州的经济发展发挥了举足轻重的作用，主要承担着温州东部沿海县市区的过境交通和市域范围内的混合交通。虽然高速公路担负了主要的过境交通，但104国道温州市区至瑞安、平阳方向上的日交通流量仍然高达7万辆，主要担负区间交通，而且目前104国道的布局基本位于温州东侧的沿海区域，部分路段两侧已经严重城镇化，为完善公路网络，提升104国道干线公路的服务水平，急需新建104国道温州过境公路，使高速公路和104国道线自成网络体系，以充分发挥104国道线在区域干线交通网络中的主骨架效能。瓯江特大桥为104国道温州西过境永嘉张堡至瓯海桐岭段改建工程上的重要节点工程，大桥起于温州市永嘉县礁下，止于仰义乡近瓯江西岸太山山头。结合两岸的实际景观，当地政府对本桥主桥桥型的设计提出了很高的要求。

2 桥型方案比选

2.1 主要设计技术标准

1)工程等级:一级公路，特大公路桥梁，兼顾城市功能;

2)设计荷载:公路Ⅰ级，人群荷载3.5 kN/m2;

3)设计车速:80 km/h;

4)设计洪水频率:300 a一遇;

5)通航标准:净宽×净高为200 m×21.5 m，最高通航水位h=4.00 m，最低通航水位h=0.00 m(1985年国家高程基准);

6)桥面宽度:双向6车道加人非混行道，主桥桥面全宽36.0 m;

7)地震动峰值加速度小于0.05 g，反应谱特征周期为 0.35 s。

2.2 桥位区域工程地质和水文条件

大桥位于瓯江下游，桥位区属于区域性北东向温州—镇海大断裂和泰顺—黄岩大断裂之间，紧靠北西向淳安—温州大断，岩体较完整。桥址区地层分布复杂，上部有第四系软土、卵石等分布，下伏基岩为下白垩统朝川组流纹质含角砾晶屑熔结凝灰岩。

桥位区地表水为瓯江大河，桥位区地表水为瓯江大河，受潮汐影响，水类型为潮汐海水，水流湍急，冲刷作用强，瓯江海水为不正规半日潮，最高潮水位5.44 m，最低潮水位－2.43 m。桥位区地下水主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

2.3 方案总体设计原则

桥型方案的选择在满足使用要求和经济使用的前提下，力求技术先进，结构新颖，行车舒适安全，同时考虑泄洪、通航、地质、地震条件以及城市交通发展的要求，富有时代气息，与地形、地貌和周围环境景观的协调配合，充分体现现代化桥梁建设新水平。而主桥跨径对于桥型选择、工程规模、工期、造价有重要的影响。

本桥主桥跨径布置控制因素主要有两个方面:

1)通航要求。依据航道部门批复，桥位处需设置1 000 t级海轮的单孔双向通航孔一处，通航净空不小于200 m×21.5 m。主桥布跨受规划航道走向控制，为满足航运要求，主跨应采用220 m以上的跨径一孔跨越通航水域。

2)水文自然条件要求。桥位处水面宽度约840 m，桥位断面河床呈两头深、中间浅形态，深水区主要位于瓯江东岸附近，桥位处主航道并不在河道深水区位置，河道深水区宽约200 m，为避免在深水区设置桥墩，增加桥梁基础施工难度和建设成本，主桥考虑采用200 m以上跨径一孔跨越桥位处深水区。

综合考虑以上两个控制因素，瓯江特大桥采用主跨2×225 m方案。

本工程桥梁全长1 326.6 m，引桥采用30 m现浇连续箱梁和40 m结构连续T梁。初步设计主桥提出了(135+2×225+120)m三塔矮塔斜拉桥、2×225 m独塔组合梁斜拉桥和(135+2×225+120)m连续刚构共三种桥型方案。经过技术经济比较，推荐主桥采用(135+2×225+120)m三塔矮塔斜拉桥。

2.4 各方案对比研究

为充分体现“安全、适用、经济、美观”的原则，初步设计对瓯江特大桥的三个桥型方案进行了全方位的比较，确保选定的桥型方案科学合理。

2.4.1 三塔矮塔斜拉桥方案(推荐方案)

如图1，主桥结构为(135+225+225+120)m三塔矮塔预应力混凝土斜拉桥，采用塔、梁、墩固结体系。主梁采用变高度斜腹板单箱三室断面，主梁顶板宽35.5 m，悬臂长 6.75 m。跨中梁高 3.8 m，主塔根部梁高6.8 m，梁底曲线按1.8次抛物线变化。主塔为倒“Y”造型钢筋混凝土结构，主墩采用双肢薄壁墩，基础采用钻孔灌注桩基础，桩顶设置承台与桥墩连接。

矮塔斜拉桥介于连续梁和斜拉桥之间，有着优越的结构性能。主塔采用滑模施工。主梁采用悬浇施工，施工工艺成熟，工期有保证，施工过程不影响船舶的正常通行。矮塔斜拉桥主塔相对较低，与周围建筑不会产生视觉冲突，易与周边环境协调一致。集中锚固于主塔顶部的拉索，更是给人以苍劲有力的感觉。此外，本桥采用桥面中央布置的单索面斜拉桥，使得桥梁整体上看起来更加简洁、大方。桥塔立面上强调线条优美流畅，断面上凸显层次变化，展现桥塔的雕塑感和层次感。在梁的设计中，采用大悬臂配翼缘加劲肋的单箱三室斜腹板箱形截面，梁的正立面形态为较为平缓的曲线型，与塔型配合完美，桥型舒展柔和。矮塔斜拉桥造价较为经济。