安化縣柘溪危橋改造總體方案

【摘 要】安化縣柘溪危橋改造工程要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：防洪、通航、交通。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)橋位對(duì)比、橋型選擇、橋跨比選，采用鋼箱梁加變截面連續(xù)箱梁組合橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上述功能，為山區(qū)涉水橋梁設(shè)計(jì)提供參考。

【關(guān)鍵詞】危橋改造； 橋位對(duì)比； 橋型選擇； 橋跨比選。

【中圖分類(lèi)號(hào)】U445.6【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

0 引言

擬改造的危橋位于資江橋位于安化縣柘溪鎮(zhèn)，跨越資江，柘溪水庫(kù)下游，柘溪郵政局附近。舊橋建于20世紀(jì)60年代，橋面窄、設(shè)計(jì)荷載低，已不能滿(mǎn)足交通需求（圖1、圖2）。

橋梁跨越湖南四大水系之一的資江，且位于柘溪水庫(kù)下游，需要考慮通航和防洪要求；橋梁位于山區(qū)，橋梁兩頭展線(xiàn)長(zhǎng)度不寬裕；安化縣是全國(guó)貧困縣，工程造價(jià)也是需要重點(diǎn)考慮的因素，這使得本橋梁的設(shè)計(jì)存在一定的難度。

1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)目主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：

（1） 道路等級(jí)：四級(jí)公路。

（2）設(shè)計(jì)車(chē)速：30 km/h。

（3）設(shè)計(jì)荷載：公路-II級(jí)。

（4）航道等級(jí)：Ⅳ-（3）級(jí)。

（5）設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100。

（6）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年。

（7）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)。

2 總體設(shè)計(jì)

2.1 橋位選擇

本項(xiàng)目屬于危橋改造項(xiàng)目，橋位處于居民集中區(qū)，橋梁主要解決南北兩岸居民出門(mén)問(wèn)題，故新建橋梁橋位的選擇主要有以下方案（圖3）。

橋位方案一：現(xiàn)狀資江橋上游：現(xiàn)狀資江橋的上游處于河道轉(zhuǎn)彎處，違背橋位選擇的原則；且離柘溪水庫(kù)很近，水庫(kù)開(kāi)閘后，水流對(duì)橋的沖擊影響很大，故此處不適合新建橋梁。

橋位方案二：現(xiàn)狀資江橋橋位處：根據(jù)業(yè)主提供的資料，此處資江航道等級(jí)為Ⅳ-（3）級(jí)航道級(jí)航道，通航水位為100.91 m，而現(xiàn)狀資江橋橋位處南北兩側(cè)橋頭處地面標(biāo)高為107 m左右， 通航不滿(mǎn)足要求，且北岸橋頭處考慮平交影響，有部分建筑物需拆遷。故此處橋位也不理想。

橋位方案三：現(xiàn)狀資江橋下游處：現(xiàn)狀資江橋下游處于河道順直段，滿(mǎn)足橋梁設(shè)計(jì)原則，且下游200 m處新建橋梁將不影響建筑拆遷。北岸地面高程為112.58 m，橋梁通航也滿(mǎn)足要求。

綜上所述，新建橋梁橋位選擇在現(xiàn)狀資江橋下游210 m處。

2.2 橋型選擇

橋梁一般為梁式橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋等。相對(duì)而言，拱橋、斜拉橋和懸索橋適用于較大跨徑橋梁，造價(jià)高、后期維護(hù)成本高，且將這三類(lèi)橋建于峽谷底部景觀上也不美觀，對(duì)本項(xiàng)目是不經(jīng)濟(jì)的。

故本橋橋型方案定位為梁式橋。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

舊橋橋面寬度為7.3 m，為雙向2車(chē)道。

根據(jù)安化交通體系規(guī)劃，遠(yuǎn)期沒(méi)有建設(shè)高等級(jí)公路的規(guī)劃，本次車(chē)行道采用2車(chē)道，同時(shí)設(shè)置人行道，實(shí)現(xiàn)人車(chē)分離。標(biāo)準(zhǔn)段寬度為14 m，即：2 m（人行道）+10 m（車(chē)行道）+2 m（人行道）=14.0 m（圖4）。

2.4 最小跨徑要求

本橋橋位處于資江航道柘溪段，現(xiàn)狀航道等級(jí)為Ⅵ級(jí)，通航孔位于主橋北側(cè)邊跨，該段航道航槽彎曲、狹窄、水深不足，航道條件差，船只通過(guò)引船道采用提升方式通行（圖5）。

橋位軸線(xiàn)的法線(xiàn)方向與水流方向的夾角為90°，航道部門(mén)要求采用北側(cè)第2孔通航，且橋梁跨徑需滿(mǎn)足規(guī)劃Ⅳ（3）級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，跨徑不小于65 m的橋型方案。

3 橋梁比選

3.1 方案一

橋位處兩頭現(xiàn)狀地面高差有6.9 m，且通航孔靠近北側(cè)，受最高通航水位100.91 m，與通航凈空（45 m×8 m）的限制。采用變截面連續(xù)箱梁，橋梁結(jié)構(gòu)高度比較大，根部梁高5.6 m。橋梁縱坡按照規(guī)范允許最大縱坡設(shè)計(jì)，在橋梁南側(cè)與明珠大道相交位置將有2 m多高差，故需設(shè)置A、B匝道與現(xiàn)狀明珠大道順接。橋跨組合為：18 "m北引橋+ （65+95+60） m變截面連續(xù)箱梁+16.5 m現(xiàn)澆箱梁+3×18 m現(xiàn)澆箱梁（A、B匝道）（圖6）。

方案一是將通航孔作為橋梁邊跨，在按合理跨徑比設(shè)置中間跨，主橋橋梁布置較為合理；但因高差大，明珠大道側(cè)需設(shè)置匝道，交通上存在一定的不合理性。

3.2 方案二

方案二在滿(mǎn)足規(guī)范的前提下，著眼于實(shí)現(xiàn)橋梁與明珠大道的直接平交，減少交通干擾。

首先，為減少橋梁結(jié)構(gòu)高度，采用鋼結(jié)構(gòu)橋梁作為通航跨（一跨一聯(lián)），橋梁結(jié)構(gòu)高度取3.0 m，通航孔范圍（K0+029.13～K0+094.13段）最低標(biāo)高為：100.91 m（最高通航水位）+8 m（通航凈高）+3.0 m（橋梁結(jié)構(gòu)高度）+0.8 m（橋面鋪裝等富余量）=112.71 m。

按照以上原則，道路縱斷面最大縱坡為3.0%，坡長(zhǎng)200.48 m，最小縱坡為0.728%，坡長(zhǎng)62.5 m。南側(cè)能直接與明珠大道平交。但需要將明珠大道的地面標(biāo)高適當(dāng)抬升，同時(shí)拆遷柘溪水庫(kù)部分配套用房（圖7）。

3.3 方案比選

方案比選見(jiàn)表1。

經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)比，最終選擇方案二作為實(shí)施方案（圖8）。

4 結(jié)束語(yǔ)

安化縣柘溪危橋改造工程目前正在建設(shè)，建成后將為當(dāng)?shù)亟煌槙?、?jīng)濟(jì)發(fā)展提供良好的交通條件。通過(guò)方案比選，結(jié)論有：

（1）涉水橋梁必須首要解決防洪和通航問(wèn)題，這是控制橋梁規(guī)模的首要條件。

（2）應(yīng)做好橋梁接線(xiàn)工作，特別是與橋頭交接道路的交通問(wèn)題。

（3）山區(qū)峽谷橋梁，更宜采用平坦的梁式橋，已與周邊的環(huán)境相協(xié)調(diào)。

（4）方案比選時(shí)，可以采用不同的材料如鋼結(jié)構(gòu)以降低梁高。

參考文獻(xiàn)

［1］ 中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTG D60—2015［S］.北京：人民交通出版社有限公司，2015.

［2］ 中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》： JTG 3362—2018［S］.北京：人民交通出版社有限公司，2018.

［作者簡(jiǎn)介］熊翀（1980—），男，高級(jí)工程師，注冊(cè)咨詢(xún)工程師，從事城市道路與橋梁設(shè)計(jì)管理工作。