金邊斷島大橋總體設(shè)計

李華強

(河南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司 鄭州市 450052)

1 概述

斷島大橋位于柬埔寨王國金邊市三環(huán)的北側(cè)，向西連接國道6A公路及李永發(fā)集團公司投資建設(shè)的BOT收費路，向東跨越湄公河后連接省道380線，是金邊三環(huán)路的控制性工程之一。項目的實施是適應金邊的快速發(fā)展，滿足城市快速交通需求的迫切需要，可有效疏解城市內(nèi)外交通轉(zhuǎn)換、承擔外圍路網(wǎng)與城市內(nèi)部路網(wǎng)交通轉(zhuǎn)換的功能。是完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的需要，有利于提升和優(yōu)化金邊公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、發(fā)揮快速通達作用。

項目起點設(shè)置全苜蓿葉互通，實現(xiàn)和6A道路的交通轉(zhuǎn)換。路線跨過湄公河、380線后在終點設(shè)置環(huán)島通過連接線和380線相連。斷島西側(cè)大橋(一橋)橋長1.32km，東側(cè)大橋(二橋)橋長1.85km，項目全長約5.72km。目前橋位附近有6處渡口，均能連接斷島和湄公河西岸。

2 主要技術(shù)標

(1)路線等級：二級路，參考中國公路設(shè)計規(guī)范，遠期預留雙向四車道建設(shè)條件，一期按雙向兩車道[1]設(shè)計。

(2)設(shè)計速度：60km/h。

(3)橋梁橫斷面布置為：0.25m護欄+1.1m人行道+1.9m摩托車道+3.5m行車道+3.5m行車道+1.9m摩托車道+1.1m人行道+0.25m護欄=13.5m。

(4)橋梁設(shè)計荷載：參考公路—Ⅰ級[2]，人群荷載3.5kN/m2。

(5)設(shè)計洪水頻率：1/300。

3 建設(shè)條件

3.1 橋位上下游橋梁概況

距離橋位較近的有三座已建成的橋梁。Kizuna Bridge位于柬埔寨磅諶市(Kompong cham)附近，位于斷島橋位上游大約120km是柬埔寨湄公河上第一座橋。這座通往7號公路的預應力混凝土連續(xù)梁橋，主橋橋跨布置為(77+7×120+77)m，寬12.2m，于1999年由日本援助建設(shè)，2001年建成通車。

Prek Tamak Bridge湄公河大橋，位于斷島大橋上游6km，距離束埔寨首都金邊東北方向25km。該橋為中國投資建設(shè)，造價4350萬美元，建設(shè)時間50個月，于2011年建成通車。

Neak Loeung Bridge，位于斷島大橋下游50km，該橋為柬埔寨第一座斜拉橋，全長2220m，主橋長640m，主跨300m，寬13.5m。該橋修建在距金邊東南方向約56km的乃良渡口，位于柬埔寨國道一號線上。該橋由日本政府資助9000萬美元，由日本三井住友建設(shè)負責施工，2011年開工，2015年建成通車。

3.2 通航情況介紹

段島的東西兩側(cè)河道均為主通航孔，東側(cè)河道為彎道流速較慢，洪水季節(jié)船舶在該航道行駛，西側(cè)航道較順直流水快，旱季在該航道行駛。橋位通行2000t船舶。柬埔寨沒有明確的通航標準，設(shè)計結(jié)合上下游橋梁情況，通航標準參考中國Ⅱ級航道設(shè)計，凈寬145m，凈高18m。

3.3 河床斷面介紹

金邊斷島大橋位于Kompong Cham水文站下游，是湄公河在柬埔寨境內(nèi)的大片洪泛平原區(qū)，在每個雨季，湄公河導致下游處的Kompong Cham洪水泛濫，經(jīng)常會發(fā)生漫灘水流。湄公河水位受洪水影響，高低水位高差達到10m，在旱季末的4月份水位最低，6月份水位比4月上漲1.5～2m,9～10月水位最高?，F(xiàn)場實測，測時水位+0.10m，最大水深為24.5m,經(jīng)調(diào)查在雨季時兩岸均被洪水淹沒，時間長達0.5～2個月。洪水位最大水深約32m。

西側(cè)(小樁號側(cè))河槽總寬766m，測時水深24.5m，洪水位最大水深約32m，洪水期漫灘。東側(cè)河槽分布為495m淺水區(qū)+465m灘地區(qū)+582m深水區(qū)(主通航區(qū))。淺水區(qū)測時水深8.9m，主通航區(qū)測時水深11.5m。橋位河岸為自然河岸，沒有水利防護措施。東側(cè)河岸沖刷較嚴重，岸壁出現(xiàn)大面積坍塌,見圖1。

圖1 橋位東側(cè)河岸

3.4 接線道路介紹

李永發(fā)路是金邊市的一條收費公路(圖2)。接線位置李永發(fā)路目前已是雙向四車道。斷面布置為：2m非機動車道+2×3.5m機動車道+0.35m路緣帶+6.3m綠化帶+0.35m路緣帶+2×3.5m機動車道+1.9m摩托車道+2m非機動車道，總寬25m。

圖2 李永發(fā)路現(xiàn)狀

6A公路，路基寬為27.5m，硬路肩為1.75m，中央分隔帶寬2m，行車道寬11m，為雙向四車道。6號公路是柬埔寨公路網(wǎng)中最為重要、也是最為繁忙的一條交通干線，堪稱柬埔寨經(jīng)濟的大動脈。它不僅連接著柬埔寨文明的絢麗瑰寶“吳哥古跡”，還進一步通往西北部的卜迭棉芷省和波比，進而成為連接泰國的經(jīng)濟走廊。隨著“吳哥古跡”越來越受到世人青睞。該路正在擴建，成為柬埔寨第一條全線4車道國道，從金邊到暹粒乘時間將縮短為3h，6A公路將成為真正的“綠金之路”和“希望之路”。

省道380路現(xiàn)狀為二級公路，路基寬度9.5m，路面寬度7.5m，雙向兩車道，沒有硬路肩。

4 橋型方案構(gòu)思

4.1 設(shè)計原則

湄公河斷島大橋為跨越湄公河主要橋梁，應具有柬埔寨歷史文化特色，既能發(fā)揮其交通功能，又能起到景觀標志作用。根據(jù)“美觀、經(jīng)濟、安全、耐久、和諧”的設(shè)計原則[2]，結(jié)合柬埔寨的歷史文化，結(jié)合河兩岸的秀美風光，努力使湄公河斷島大橋建成為風格獨特、形態(tài)優(yōu)美、功能齊全、結(jié)構(gòu)新穎、技術(shù)可行、造價合理的特大橋，據(jù)此制定方案構(gòu)思原則如下：

富有歷史文化代表性，能和柬埔寨的文化特征相統(tǒng)一。在考慮滿足結(jié)構(gòu)受力安全合理的同時，還要充分重視景觀設(shè)計，力爭造型美觀，在總體上與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，將大橋建成“一橋一景”和“標志性建筑”。深入研究周邊自然環(huán)境，力求降低大橋?qū)ψ匀画h(huán)境影響，做到和周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。橋梁設(shè)計還要考慮到斷島及周邊地塊的開發(fā)，以及投資規(guī)模的控制。

4.2 橋軸線縱斷面設(shè)計

縱斷面設(shè)計除根據(jù)規(guī)劃要求，滿足通航凈空和兩岸規(guī)劃路的凈空要求外，同時還充分考慮以下因素：注意大橋的景觀效果，突出主橋的雄偉氣勢，從引橋至主橋縱坡逐級向上，充分體現(xiàn)奮發(fā)向上的時代氣息。平縱組合恰當，合理選用技術(shù)指標，創(chuàng)造視覺良好、立體順暢的線形，以利于行車安全及橋面排水。在滿足通航及被交路凈空要求的同時，盡量降低橋梁標高，以節(jié)省造價。

4.3 斷島大橋

斷島一橋位于西側(cè)主河槽。橋位處河槽較深，最深處超過30m，鑒于深水基礎(chǔ)施工難度較大，跨徑適當增大，可以減少深水基礎(chǔ)數(shù)量，降低下部施工難度，同時跨徑增大后，主橋顯得更加雄偉壯觀，景觀因素更為突出。

綜合考慮擬采用主跨400m斜拉橋方案,以往工程實踐表明斜拉橋合理的邊中跨比應在0.35～0.5之間[3]，本方案邊跨取180m，邊中跨比為0.45，結(jié)構(gòu)受力合理。根據(jù)河槽斷面情況，合理布置主塔和邊墩位置，使13號塔處水深25m左右，14號塔處水深10m左右，邊墩及引橋均布置在淺灘或陸地上。全橋布置為12×30m+(185+400+185+70)m+4×30m，主橋為預應力混凝土雙塔三跨連續(xù)斜拉橋，引橋為裝配式預應力混凝土箱梁，橋型布置如圖3。

圖3 方案二橋型布置圖(單位：m)

(1)斜拉橋的主梁可以采用預應力混凝土箱梁、鋼箱梁和疊合梁等多種形式。目前世界上預應力混凝土斜拉橋最大跨徑已超過500m,本方案主梁采用流線型單箱雙室截面，剛度大，抗風性能好，造價低。梁高設(shè)計為2.7m，頂板寬15m，底板寬3.0m。腹板厚度30～60cm，底板厚度30cm，頂板厚度28cm。主梁塔根處無索區(qū)長度為24m，梁段標準長度分別為8m和6m。主梁斷面布置圖見圖4。

圖4 主梁斷面布置圖(單位：m)

(2)索塔。索塔的造型為斜拉橋景觀的點睛之筆，目前常用的形式為A字型、鉆石型和H型。A字型塔整體抗扭剛度大，但承臺工程量較大；H型塔抗風性能差，結(jié)構(gòu)顯得單薄，景觀效果差；本橋較窄，凈空要求不高，同時索塔采用鉆石型較為合適，下塔柱采用實體型代替普通的雙柱，可以避免洪水泛濫期上游漂流而來的樹木等雜物堵塞。上塔柱高79.75m，塔順橋向長6m，橫橋向?qū)?.5～21.09m。索塔構(gòu)造圖見圖5所示。主塔整體采用鉆石形，神似于柬埔寨人民的雙手合十禮，像正在頂禮膜拜的虔誠僧徒；塔身修長苗條，左右塔柱以優(yōu)美的曲線緩緩并攏在一起，又宛如精心雕琢的花瓶；橋塔造型獨特，是力學與美學的結(jié)合，巧奪天工。

圖5 主塔斷面布置(單位：m)

(3)承臺與基礎(chǔ)。主塔承臺順橋向長18m，橫橋向?qū)?8m，厚5.5m,樁基采用16根Φ2m的鉆孔灌注樁。過渡墩采用實體橋墩，順橋向長2.8m，橫橋向?qū)?m。過渡墩承臺順橋向長8m，橫橋向?qū)?2.8m，厚4m,樁基采用6根Φ1.8m的鉆孔灌注樁。承臺底高程與最低水位一致。

(4)引橋方案。引橋上部結(jié)構(gòu)為30m部分預應力混凝土連續(xù)箱梁，每跨分為四片小箱梁，采用先簡支后連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換模式形成一聯(lián)連續(xù)梁，即多箱單獨預制，簡支安裝，現(xiàn)澆縱橫濕接頭、張拉負彎矩束形成連續(xù)梁體系。

5 收費模式

方案一，在K1+900和K3+300兩側(cè)橋頭分別設(shè)置兩處收費站，兩收費站中間保持開放運行，允許斷島開發(fā)后自由通行。方案二，在K2+400設(shè)置一處主線收費站，并在該快速路南側(cè)設(shè)置輔道與環(huán)島路相連。通過設(shè)置快速路和輔路的連接線實現(xiàn)快速路與環(huán)島路的貫通，并在連接線上設(shè)置一處收費站。方案三考慮在路線起終點設(shè)置收費站，實現(xiàn)上島后自由通行，并考慮起點與李永發(fā)路收費站合建。方案二需增設(shè)輔道較長，方案三需征得李永發(fā)路相關(guān)部門的同意，擬推薦方案一，收費方式明確，不受其它因素干擾。

柬埔寨車輛組成與國內(nèi)差別較大，當?shù)匾阅ν熊嚍橹?，柬埔寨國?nèi)收費路極少，且摩托車不收費。依靠收費，很難收回投資。對于中國企業(yè)而言，以路換地的綜合開發(fā)模式是一種研究的方向。柬埔寨土地為私有，政治風險高。投資伊始應該認識到東道國利益相關(guān)者對海外投資項目的認知沖突[4]是政治風險發(fā)生的重要隱患。中國企業(yè)應該鼓勵東道國利益相關(guān)者共同參與項目的投資，建立多方合作機制，積極構(gòu)建和東道國利益相關(guān)者的“利益共同體”，盡可能地分散政治風險。

6 結(jié)語

柬埔寨金邊市段島大橋建設(shè)條件復雜、技術(shù)難度大、設(shè)計工作涉及方面多、協(xié)調(diào)任務(wù)重、任務(wù)艱巨。對于“走出去”的項目不僅要考慮工程的可實施性，還要考慮項目的投資回報。土地問題是項目實施的重點，只有與當?shù)仄髽I(yè)聯(lián)合開發(fā)，才能極大地規(guī)避政治風險。