安徽省無為縣比亞迪大橋初步設計方案比選

朱 俊，黃 淼

（安徽省交通規(guī)劃設計研究院有限公司，安徽合肥 230088）

1 概述

本項目位于安徽省無為縣市區(qū)東南部，跨越西河，是無為縣南部新城規(guī)劃比亞迪大道向東的延伸，連接南部新城與東部組團，屬于城市橋梁。橋位處現狀西河兩側大堤堤距約160 m。

比亞迪大橋是無為縣一座具有劃時代意義的橋梁，它改變了無為縣城向東僅有一座跨河大橋（王福渡大橋）的歷史，是落實縣委縣政府東向發(fā)展戰(zhàn)略，連接南部新城與東部地區(qū)的一個重要交通樞紐，也是展現無為現代化城市建設的一個重要景觀標志。

2 主要設計標準

（1）道路等級：城市主干路，雙向六車道。

（2）設計行車速度：60 km/h。

（3）橋梁設計安全等級：一級。

（4）橋梁設計荷載：公路-Ⅰ級汽車荷載。

（5）設計洪水頻率：100 a一遇，設計水位10.89m。

（6）設計通航標準：規(guī)劃通航等級為Ⅴ級，雙孔單向通航，通航凈寬 2×40 m，通航凈高8 m。

（7）地震基本烈度：6度，抗震措施提高一度設防。

（8）橫斷面寬度：主橋橋面全寬30 m，引橋橋面全寬28 m。

3 工程范圍

本項目路線設計起點位于規(guī)劃中的支五路與比亞迪大道平交口處，起點路線方向與規(guī)劃中的比亞迪大道方向相同，中段路線沿與航道法線交角為5°方向跨過西河，接規(guī)劃的福西路。橋梁起點樁號K0+218，終點樁號K1+120，全長902 m。

4 橋型方案構思原則

橋型方案在滿足使用功能的前提下，結構應力求適用、安全、經濟、美觀、新穎，充分體現當今先進的建橋新技術、新水平，富有時代風貌；同時橋型方案應經濟合理適度，施工方便可行，結構安全耐久。

（1）充分滿足使用功能：橋跨結構選用整體性好、伸縮縫少的連續(xù)結構，提高行車舒適度，體現以人為本的原則。

（2）孔跨布置應考慮泄洪和通航要求：橋位處航道為規(guī)劃Ⅴ級航道，橋梁孔徑需滿足：雙孔單向通航，通航凈寬 2×40 m，通航凈高8 m；單孔雙向通航，通航凈寬1×80 m，通航凈高8 m。

（3）橋位位于比亞迪大道城市景觀軸與沿西河濱水景觀帶的交匯處，又位于城市濱水休閑風貌核心區(qū)，因此本橋造型要求具有優(yōu)美的景觀效果，能凸顯整個城市的風貌和活力，成為城市的地標性建筑。因此，新建的西河比亞迪大橋在形式上不能拘泥于傳統(tǒng)的簡單公路橋梁形式，主橋造型設計應能充分體現無為蓄勢待發(fā)的潛能。

5 設計方案擬定及推薦方案的確定

根據以上方案構思原則，本次比亞迪大橋初步設計共擬定出兩種橋型方案，見表1。

表1 比亞迪大橋橋型方案設計表

5.1 橋型方案一：獨塔雙索面剛構體系斜拉橋

主橋采用2×60 m跨徑跨越西河通航區(qū)域，結構體系為獨塔雙索面剛構體系斜拉橋；左、右岸引橋采用多跨30 m跨徑跨越兩岸大堤及堤后陸地，結構體系為大斜率斜腹板現澆連續(xù)箱梁。全橋跨徑組合為4×30 m+5×30 m+4×30 m+26 m+2×60 m+4×30 m+4×30 m+4×30 m，總長 902 m，見圖1。

圖1 獨塔雙索面剛構體系斜拉橋

（1）主橋結構體系簡述

主梁：主橋主梁采用雙邊箱截面預應力混凝土箱梁，箱梁中心線處梁高2.4 m。主梁頂面設置雙向2%的橋面橫坡，頂面寬30.0 m，底面寬30.2 m。邊箱內頂板厚0.25 m，邊箱以外頂板厚0.30 m，邊箱底板厚0.4 m。主梁標準節(jié)段長6 m，每6 m設置一道橫梁，邊箱內橫梁厚0.5 m，邊箱以外橫梁厚0.4 m。

主塔：主塔是斜拉橋的主構要素，是橋梁景觀中最重要的元素。本橋采用門式橋塔，主塔為三柱式，中柱頂連成Y形，邊柱外形為B形，中柱及邊柱又整體形成D形。三個塔柱整體造型宛如一座氣勢宏偉的大門。橋面以上塔高30 m，邊塔柱采用空心矩形截面，順橋向截面寬度4.0 m，橫橋向截面寬度2.5 m。中塔柱采用實心矩形截面，截面尺寸為2×1.5 m。

風帆型的門式橋塔激勵人們從無為揚帆遠航，通江達海，成就夢想（Build Your Dreams）。橋塔又像蝴蝶展翅寓意無為展開雙臂，向八方賓朋敞開胸懷，共創(chuàng)美好藍圖。

斜拉索：斜拉索采用扇形雙索面，高強度低松弛環(huán)氧鋼絞線斜拉索體系。在主梁上標準索距6m，主塔上2 m。

（2）方案優(yōu)缺點分析

該方案主要優(yōu)點是：

a.獨塔斜拉橋方案，空間布置簡潔、勻稱、現代感強?！皳P帆遠航”的橋塔造型國內首創(chuàng)，景觀及美學效果突出。

b.60 m主跨在同類型橋梁中屬于中小跨徑，設計、施工難度均較小，技術較為成熟，施工風險較小。

c.采用懸澆施工，工期有保障，且施工期對橋下通航干擾較小。

d.主橋為塔梁固結的剛構體系，抗震及抗風性能均較好。

主要缺點是：

a.本方案功能上滿足規(guī)劃航道通航需求，但通航安全性較單孔雙向通航的系桿拱方案低，可采用必要的通航安全專項設計進一步提高安全性。

b.斜拉橋體系對施工控制要求較高。

c.斜拉索具有一定的使用年限，后期需要進行更換，養(yǎng)護費用較高。

5.2 橋型方案二：簡支鋼管混凝土系桿拱橋

主橋采用1-101.9m跨徑跨越西河通航區(qū)域，結構體系為簡支鋼管混凝土系桿拱橋；左、右岸引橋采用多跨30m跨徑跨越兩岸大堤及堤后陸地，結構體系為直腹板現澆連續(xù)箱梁。全橋跨徑組合為4×30 m+5×30 m+4×30 m+22.05 m+101.9 m+22.05 m+3×30 m+5×30 m+4×30 m，總長 902 m。

（1）主橋結構體系簡述

主橋為標準跨徑101.9 m下承式簡支鋼管混凝土系桿拱橋，剛性系桿剛性拱。拱肋計算跨徑99 m，矢跨比1/4，矢高24.75 m，拱軸線為二次拋物線。

（2）方案優(yōu)缺點分析

該方案主要優(yōu)點是：

a.采用單孔雙向通航方案，一跨跨越通航水域，通航安全性高。

b.美觀性強，該方案采用1/4的矢跨比，橋梁整體氣勢磅礴，容易給人留下深刻的印象。

主要缺點是：

a.主橋采用“先梁后拱”施工方案，施工時需搭設臨時墩，施工期間只能滿足臨時通航的要求，對航運有安全隱患。

b.主跨跨徑屬較大跨徑，施工工序多，難度大。

c.鋼管拱橋也存在后期吊桿更換及拱肋鋼管重新防腐的問題，養(yǎng)護費用較高。

d.由于主橋為大跨徑簡支拱式結構，抗震性能不如剛構體系斜拉橋。

e.工程造價略高。

5.3 推薦方案的確定

本橋作為城市景觀橋梁，在滿足安全性、功能性的前提下，景觀效果應作為方案比選的主要影響因素，并兼顧造價、施工、養(yǎng)護等多方面的因素，具體方案比較見表2。

根據以上比選，綜合從功能、造價、美觀、施工、養(yǎng)護多方面考慮，認為方案一滿足了通航要求，造價較低，橋型美觀，同時施工工藝較為成熟，故采用方案一為推薦方案。

6 結語

斜拉橋是廣泛采用的一種橋梁結構形式，其結構輕巧簡潔，造型新穎，是目前最流行的景觀橋型之一，能顯示出時代技術的特征，給人以震撼感，更符合本橋的景觀要求。

表2 橋型方案綜合比選表

[1]郭安輝,張門哲.滬蓉高速公路鐵羅坪大橋設計[J].橋梁建設,2012(4):64-68.

[2]王春.寧波市環(huán)城北路姚江大橋設計構思[J].公路,2008(3):82-84.

[3]牛遠志,李黎,張雷.2×150m獨塔斜拉橋結構型式及構造設計[J].公路,2007(9):39-44.