吴隆延长线高速公路跨右江特大桥方案研究

张桂学 李蒙蒙

作者简介：张桂学（1993—），工程师，主要从事公路工程设计、工程咨询工作。

文章针对吴隆延长线高速公路跨右江特大桥桥位桥型方案进行研究，通过收集资料和实地调查，对跨右江的C、D两个桥位方案进行比选，从桥梁路线长度、桥梁规模、占地、工程投资等指标进行综合分析，推荐采用C桥位一跨过江，减小对通航的影响。通过拱桥、斜拉桥和连续刚构三个桥型方案对比，推荐主桥采用钢管系杆拱桥，施工工艺成熟，且对桥下河流通航安全有保障，可广泛应用于类似工程特点的高速公路与通航河流交叉的工程实际中。比选过程及论证结论可供类似工程项目参考借鉴。

高速公路；右江；交叉；钢管系杆拱桥

U442.5+4A501773

0 引言

吴隆延长线高速公路是《广西高速公路网规划（2018—2030年）》中南宁南过境线的组成部分，也是南宁市第二条环城高速公路的一部分。项目的建设将进一步增强南宁区域中心城市的经济带动作用，分流现状南宁绕城高速的过境交通量，加快构建“南向、北联、东融、西合”的全方位开放发展格局。

项目起点设在西乡塘区坛洛镇广安村附近，终点位于隆安县丁当镇旧咘噜村附近。根据《广西高速公路网规划（2018—2030年）》以及项目起终点的限制，路线需要新建桥梁跨右江。本文分析了跨越右江桥位桥型条件，并分别拟定了方案进行对比分析，比选过程及论证结论可供类似工程项目参考借鉴。

1 拟建高速公路概况

1.1 技术标准

根据该项目公路的功能性质、路网规划、沿线地形、地质条件、交通量预测结果、通行能力分析和服务水平评价结果，并充分考虑项目所在地区的综合运输体系和远期发展等，确定该项目的技术标准为双向四车道高速公路，设计速度为120 km/h，路基宽28 m［1-2］。

1.2 项目概况

拟建项目位于南宁市西乡塘区和隆安县境内，路线总体走向为自西南向东北。项目主线起于西乡塘区坛洛镇广安村附近，通过预留的坛洛西枢纽互通与南宁南过境线（吴圩机场至隆安段）（在建）高速公路顺接，与G80广昆高速公路（南宁至百色段）交叉，路线在上正村附近新建桥梁跨右江，终点位于隆安县丁当镇旧咘噜村，附近设T型枢纽互通，与天峨（黔桂界）至北海高速公路（平果至南宁段）交叉［3］。

2 项目跨右江路线方案设计

2.1 项目区域内右江概况

根据广西壮族自治区人民政府文件《广西壮族自治区交通运输厅关于印发广西内河航道通航标准和桥梁通航净高技术标准指导意见的通知》（桂交水运函〔2020〕249号），右江百色澄碧河口—宋村三江口航道现状等级为Ⅲ级，规划等级为Ⅱ级。

2.2 跨右江桥位方案概况

项目路线方案拟定时，主要考虑了与现状及规划公路的衔接情况、基本农田、沿线重要城镇规划及口岸规划、环境敏感点、地形、地质、水文、资金条件等主要控制因素，拟定C、D两个桥位方案进行比较。

C方案桥位位于上正村附近，在项目范围中右江宽度最窄处（江面净宽为220 m），D方案桥位位于C方案桥位下游大约1 km处（江面净宽为370 m）。

3 桥位比选

对前文提出的两个桥位方案，主要从建设里程、运营里程、桥梁长度、工程量和投资、占用土地（基本农田）等多方面分路段详细比选。主要技术经济指标对比见表1。

经综合上述各方案优缺点与技术经济因素比较，虽然C方案桥位与航道不垂直，但是一跨过江，减小对通航的影响，另外C方案桥梁短，路线建设里程短，占用永久基本农田少，投资省，因此，推荐采用C方案桥位。

4 桥型比选

4.1 桥型方案选择原则

（1）根据《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）以及《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）要求，该项目特大桥设计洪水频率采用1/300，桥下净空应根据计算水位（设计水位计入壅水、浪高等）加安全高度确定。

（2）根据广西壮族自治区人民政府文件《广西壮族自治区交通运输厅关于印发广西内河航道通航标准和桥梁通航净高技术标准指导意见的通知》（桂交水运函〔2020〕249号），右江百色澄碧河口—宋村三江口航道现状等级为Ⅲ级，规划等级为Ⅱ级，桥位处通航水位为85.03 m。

4.2 桥型方案总体构思

桥梁设计高程主要受起点高程、设计水位、通航尺度、桥型结构要求等因素的控制；孔径布置主要受河岸地形的影响。最高通航水位属于设计控制水位，主桥应满足河流通航要求并方便以后航道维护。根据桥梁所属环境、接线情况以及通航水位等因素综合考虑，桥梁主跨约为270 m。该跨江大桥有很多桥型可供选择，在经济、景观、施工可行、创新等方面作了初步比较后，决定对钢管混凝土拱桥、独塔钢-混组合梁斜拉桥和连续刚构桥三种桥型作进一步对比。具体方案如下：

4.2.1 方案一：钢管混凝土拱桥（图2）

本方案采用钢管混凝土拱桥，桥型简洁优美，主梁、拱肋、吊杆的组合犹如一把竖琴横放于江面上，美观流畅。主桥采用钢管系杆拱桥，桥面宽36 m，主桥长270 m；西岸引桥为1×20 m预应力混凝土小箱梁，东岸引桥为5×20 m预应力混凝土小箱梁，引桥总长为120 m；桥梁全长为398 m。

主桥桥面布置为：4.0 m（检修及系杆区）+0.5 m（护栏）+12.5 m（行车道）+0.5 m（护栏）+1.0 m（中央分隔带）+0.5 m（护栏）+12.5 m（行车道）+0.5 m（护栏）+4.0 m（检修及系杆区）=36.0 m。

4.2.2 方案二：独塔钢-混组合梁斜拉桥（图3）

本方案采用独塔双索面混合梁斜拉桥，桥塔比肩挺立，配上柔性拉索，刚柔并济，造型优美。主桥采用250+140 m独塔双索面钢-混组合梁斜拉桥，桥面宽31 m，主桥长390 m；无引桥；桥梁全长为398 m。

主桥桥面布置为：1.5 m（斜拉索区）+0.5 m（护栏）+12.5 m（行车道）+0.5 m（护栏）+1.0 m（中央分隔带）+0.5 m（护栏）+12.5 m（行车道）+0.5 m（护栏）+1.5 m（斜拉索区）=31.0 m。

4.2.3 方案三：预应力混凝土连续刚构桥（图4）

本方案采用预应力混凝土连续刚构桥，综合考虑两岸地形、接线情况及通航净宽、净高等因素，采用大跨径的预应力混凝土连续刚构桥，桥型常规，施工工艺成熟。主桥采用（140+250+140）m预应力混凝土连续刚构桥，桥面宽度为28.0 m，主桥长为530 m；西岸无引桥，东岸引桥为31×20 m预应力混凝土连续小箱梁，引桥桥面宽28.0 m，长620 m；桥梁全长为1 160 m。

桥面布置为：0.5 m（护栏）+12.5 m（行车道）+0.5 m（护栏）+1.0 m（中央分隔带）+0.5 m（护栏）+12.5 m（行车道）+0.5 m（护栏）=28.0 m。

4.2.4 桥型方案比选

根据上述三个备选桥型方案的工程结构特点，在满足该项目功能要求、技术标准的基础上，对各桥型方案从以下几个方面进行重点对比分析：

（1）各方案在相同安全性的条件下进行经济技术指标对比分析。

（2）施工的适应性与施工的难易程度。

（3）桥型结构整体的景观效果以及与周围环境的和谐度。

（4）桥型实施成功率、行车舒适度及后期维护难易程度。

（5）工程造价。

比选结果如下：

4.2.4.1 桥型方案一

优点：造型轻巧美观，曲线柔美、弹性、流畅，与河床形状及两岸地形环境协调；该桥型主桥没有边跨，能更好地利用桥位两岸地形，降低了主桥的工程量，节约投资；施工工艺、技术成熟。

缺点：施工周期较长；钢管拱肋、吊杆需要定期维护或更换，养护费用相对较高。

4.2.4.2 桥型方案二

优点：桥梁外形挺拔优美、刚柔并济、时代感强；施工工艺、技术成熟。

缺点：运营后养护相对复杂，需定期更换斜拉索，钢梁需要定期维护，养护费用相对较高；施工周期相对较长，工程造价高。

4.2.4.3 桥型方案三

优点：上、下构施工工艺简单、技术成熟，施工速度快；桥面连续，成桥整体性能好，行车条件好。

缺点：桥梁主跨达250 m，后期主梁下挠和裂缝问题相对严重，存在较大的安全隐患；需对桥型开展安全评估；桥梁西岸边跨涉及较大方量的开挖，施工较为困难，土地平整费用较高。

通过对以上三种桥型方案的施工工艺、经济性进行综合研究后得出：钢管混凝土拱桥方案桥梁施工技术成熟，桥型造型优美，主桥不含边跨，与河床形状及两岸地形环境最协调，既降低了主桥的工程量，节约投资，也能保证整体景观效果协调美观。因此，从桥梁的使用功能、环境协调、工程量及安全性等方面考虑，选择钢管混凝土拱桥为推荐方案。具体对比如表2所示。

5 结语

本文以南宁南过境线（吴圩机场至隆安延长线段）跨右江特大桥方案设计为基础，布设跨右江的C、D两个桥位方案进行了比选。经充分比选和论证，推荐采用C方案桥位一跨过江，减小对通航的影响。通过拱桥、斜拉桥和连续刚构三个桥型方案对比，推荐钢管混凝土拱桥方案，即主桥采用钢管系杆拱桥，桥面宽36 m，主桥长270 m；西岸引桥为1×20 m预应力混凝土小箱梁，东岸引桥为5×20 m预应力混凝土小箱梁，引桥总长为120 m；桥梁全长为398 m。该方案施工工艺成熟，且对桥下河流通航安全有保障，可广泛应用于类似工程特点的高速公路与通航河流交叉的工程实践中［4-5］。比选过程及论证结论可供类似工程项目参考借鉴。

参考文献

［1］JTG B01-2014，公路工程技术标准［S］.

［2］JTG D20-2017，公路路线设计规范［S］.

［3］张桂学，黄 浩，孙文俊.南宁南过境线（吴圩机场至隆安延长线段）工程可行性研究报告［R］.2021.

［4］王道斌，李 华，武兰河.钢管混凝土拱桥施工技术综述［J］.国外桥梁，2001（1）：71-73.

［5］陈 钒，王建欣，王江宇，等.钢管混凝土系杆拱桥施工受力性能及稳定性分析［J］.桥梁建设，2012，42（6）：27-32.