澧水特大桥总体构思及方案比选

１ 概 述
澧 水特 大桥 为张 家界 至花 垣高 速公 路上 的一 座 特 大型桥 梁 ， 桥位 区 地 处 张 家 界永 定 区与 湘 西 自治 州永 顺县 的交 界处 ， 构造 侵蚀 低 山丘 陵地貌 ， 属 桥位
横跨澧 水 河峡 谷 。澧 水 河两 岸 均为溶 蚀～ 侵蚀一 构
位处 的地 形 和地质 条件 ， 综合 考虑 路线 的 总体走 向 ，
切 割 的岩 体易沿 裂 隙 定性 不及 ｋ线 桥位 。
Ｄ线 桥 位 是 基 于 ｋ 桥 位 桥 跨 较 大 的 情 况 ， 线 为
图 １ ｋ线 、 Ｂ线 路 线 方 案
缩 短桥 长 ， ｋ线桥 位基 础 上 将路 线 右 移 ２ ０ｉ， 在 ６ 考 ｎ
路 上存 在多 处 岩 溶 发 育 区 、 岩 体 、 层 等地 质 构 危 断
造， 因此通 过多个 桥 位 、 型 方案 的 比选 ， 得 经 济 桥 获
合 理 的桥梁设 计方 案 ， 总体 方案设 计 的重要 内容 ， 是 也 可为 同类 型桥梁 设计 提供 参 考 ¨ 。
馆镇 南侧 通过 ， ｋ线 相距 １ｋ 与 ｍ左 右 。Ｂ线 与 ｋ线 的 相对关 系 如 图 Ｉ所 示 。从 路 线 方 案 看 ， Ｂ线 方 案
分隔 带 ）＋ ． 防撞 栏杆 ）＋１ 行 车道 ）＋０ ５ ０ ５ｍ（ １ｍ（ ．
ｍ（ 防撞栏 杆 ） 。设 计 荷 载 为 公 路 一 Ｉ级 ， 计 时 速 设
８ ｍ／ｈ。 ０ｋ
分布， 陡崖 分布多 条 陡 倾 裂 隙 ， 距 在 ２ 间 ０～６ ０ｍ之 间 ， 垣岸 场地 分布 的 几 组溶 蚀 构 造 裂 隙 均 有 后期 花
经过 多次 踏 勘及路 线 方案 研究 ， 终确 定 了 Ｋ线 、 最 Ｂ
线、 Ｄ线 ３个 桥位进 行 比选 。
Ｋ线 方案 （ 图 １ 中桥 位处 澧水 河 两 岸 均分 布 见 ）
有 陡坡 及悬 崖 ， 谷顶 宽约 ４ ０ｍ， 顶 与谷 底 相 对 高 ２ 谷
差 达 ２ ０ｍ。张 家 界 岸左 侧 存 在 断 层 ， 层 倾 向 山 ８ 岩 里 ， 反 向坡分 布 ， 呈 张家界 岸主 要 的不 良地质 现象 为 岩溶发 育， 在地下岩 溶通道 （３ 存 ｋ １＋８ ０～ｋ ２ 。 ０ ３ ）
［ ｙｗ ｒ ｓ ｕｐ ｎｉ ｒ ｇ ；ｏｅａ ｅｉｎｃｎｉｅａ ｏ ；ｂｉｇ ｅｉ Ｋｅ ｏ ｄ ］ｓｓｅ ｓ ｎｂｉ ｅ ｖｒｌ ｄｓ ｏ ｓ ｒｔ ｎ ｒ ｅｄ ｓ ｎ ｏ ｄ ｌ ｇ ｄ ｉ ｄ ｇ
在初 步设 计 阶 段 ， “ 可批 复走 廊 带 ” ， 合 桥 在 工 内 结
拉 张塌 陷现 象 ， 此拉 张 卸 荷带 范 围到 ｋ ２＋６ ０处 。 ３ １
考 虑到 澧水 大桥 桥位 处地 质 、 地形 条件 复杂 ， 线
根 据两岸 的地 质 条 件 ， ｋ线 桥 位 桥 梁 构 造 物 完 全 避 开 岩溶发 育 带及 卸荷 带需要 不小 于 ８ ０ ｍ 的跨 径 。 ０ Ｂ线 为工 程可 行 性 研 究 时 的 路 线 方 案 ， 三 家 从
［ 稿 日期 】２ １ — ２— １ 收 ０ １ ０ １
。
【 作者简 介］李
瑜（ ９ ９ ， ， １６ 一） 男 湖南双峰人 ， 硕士 ， 授级高 工， 教 主要从事公路桥梁设计及相关理论研究。
第 ５期
李
瑜 ， ： 水 特 大 桥 总 体 构 思 及 方 案 比选 等 澧
１１ ０
道 ， 可见较 为 壮 观 的 “ 岩 河 瀑 布 ” 花 垣 岸 地 处 并 茅 ； 澧水 河河 弯处 ， 南 侧 、 侧 均 为河 岸 临 空 面 ， 岩 东 西 在 体呈 顺 向坡 的不 利 情 况 下 ， 坡 上 被 垂 直 构 造 裂 隙 岸
家界 岸溶 蚀严 重 ， 伏数 量众 多 、 模较 大 的岩 溶通 下 规
２ 线 路 及 桥 位 方 案选 择
在 工程 可 行 性研 究 确 定 的走廊 带 内 ， 水 河 两 澧
岸 基本 都是 深 河 谷 、 崖 的 地 形 地 貌 ， 质 情 况 复 陡 地
杂， 岩溶 发 育 ， 加 了桥 梁 跨 越 澧 水 的难 度 增
与 ｋ线 方案 相 比 ， 线 长 了 １ ８ ８ｋ 与 三 家 馆 镇 路 ． ８ ｍ， 距 离较 近 ， 其远 期 发 展 有一 定 影 响 ， 迁 量 较 大 ， 对 拆 而 ｋ线结 合 地形 ， 沿南 朝 山北 侧 山脚展 线 ， 很好 的弥 补 了 Ｂ线 的不足 。工 程 地 质 勘查 表 明 ， Ｂ线 桥 位 张
心线处 ） ． １ 两 岸 索 塔 均采 用 门式 结 构 ， 碇 为 ７ ５Ｉ ； ３ ． 锚
重 力式 锚碇 。
８ ０ ５８ ０
中承式 钢管 混凝 土 拱 桥 进 行 桥 型 方案 比较 ， 方 案 各
具 体情 况如下 。
２ ２０ ５ ０
Ｄ线桥位 与 ｋ线 桥位 的相对 关 系如 图 ２所示 。从 路 线 方案 看 ， Ｄ线 花垣 岸线 位平 面 指标 较 ｋ线 差 ， 切方 边坡 更 高 。现场 踏勘 、 质 勘查 表 明 ，３ 地 ｋ ２处 山 头为
一
开 岩 溶发育 带及 卸荷 带 的跨 度也 超过 了 ８ ０ｍ。 ０
Ｏ ｖ ｒ ｌ Ｄｅ ｉ ｎ Ｃｏ ｓｄｅ ａ ｉ ｎ ａ ｃ ｅ ｅ Ｃｏ ｐ ｒｓ ｎ ｏ ｓ ｕ ｉ ｇ ｅ ａ ｌ ｓｇ ｎ ｉ ｒ ｔｏ ｎｄ Ｓ ｈ ｍ ｍ ａ ｉｏ ｆＬｉｈ ｉＢｒ ｄ ｅ
ＬＩＹｕ，ＣＨ ＥＮＧ Ｊ ａ Ｌｉｕ ｎ，ＬＩ Ｒｏ ｇ Ｕ ｎ
的单 跨 悬索 桥方 案 。张家 界岸 离 陡崖 ２ ０ｎ 左右 的 ０ ｌ
桥 位 处张 家界 岸岩 溶发 育 ， 花垣 岸存 在卸 荷 裂 隙带 ，
若 完 全避 开岩 溶发 育 区 和卸 荷 裂 隙 带 ， 较 安 全 的 其
范 围 内（ ３ ｋ １＋８ ０一ｋ ２ 存 在 岩 溶 通 道 ， 结 合 地 ０ ３） 但
花 垣岸坡 肩 部位 呈悬 崖状 ， 岩层倾 向河谷 ， 呈顺 向坡
造成 因 的岩溶 峡谷 。东 岸 张家 界端属 张家 界市 三家 馆镇 鸭坪 村 ， 岸 花 垣 端 属 永 顺 县 青 坪 镇 太 平 村 。 西
大桥 全 宽 为 ２ ． 组 成 为 ０ ５ｍ（ 撞 栏 杆 ）＋ ４ ５ｍ， ． 防 １ 行 车 道 ）＋ ． 防 撞 栏 杆 ）＋０ ５ｍ（ １ｍ（ ０ ５ｍ（ ． 中央
综 上所 述 ， 工 可批 复走 廊带 ” ， 桥 位较 在“ 内 ｋ线
孤立 山包 ， 、 两 侧 被 断 层 切 割 ， 河边 陡崖 高 东 西 近
Ｂ线桥 位 、 Ｄ线 桥位 相对适 宜 建 桥 ， 因此 选 择 ｋ线桥
位作 为设计 桥位 。
约 １ ０ｍ， ０ 其东 北侧 发 育一 大 型 冲沟 ， 冲沟 下 部岩 溶
（ ｕ ａ ｒｖｎ ｉ ｏ ｕ ｉａ ｏ ｌｎ ｉｇ ｕｖ ｙ＆ Ｄ ｓ ｎ Ｉｓｔｔ；Ｃ ａｇｈ ，Ｈ ｎ ｎ ４ ０ ， Ｈ ｎｎ Ｐｏｉｃ ｌＣ ｍｍ ｎｃｔ ｎ Ｐａ ｎｎ ；Ｓ ｒｅ ａ ｉ ｅｉ ｎｔｕｅ ｈ ｎ ｓａ ｕ ａ ０ ８ ｇ ｉ １ ０
Ｃ ｉａ ｈｎ ）
存在较 大 的安全 隐 患 。可考 虑 在对 危岩体 加 固后将 拱 桥方 案 与悬索 桥方 案 进行 比较 。 综 上 所 述 ， 水 大 桥 在 初 步 设 计 阶 段 选 择 澧
８ ８ｍ单 跨 悬 索 桥 、 ６ 单 跨 悬 索 桥 以及 ４ ０ ｍ ５ ６ ５ｍ ６
索， 吊索 标准 问距 为 １ ． 钢桁 架梁 梁 高 （ 桁 中 ４ ５ｍ； 主
图 ２ ｋ线 、 线 路 线 方 案 Ｄ
３ 桥 型 方 案 构 思
对于 ｋ线 桥位 ， 水 大 桥 在 张 家 界 岸基 本 位 于 澧
跨度 应 不小 于 ８ ０ｍ， 这 一 跨 度 内 合 理 的桥 型 是 ０ 在 悬 索桥 和斜 拉 桥 。而若 采 用斜 拉桥 方 案 ， 由于本 桥
的设 计 高程 较低 ， 在花 垣 岸 ， 拉 桥 的边跨 已经 切入 斜
直线 段 ， 垣 岸 部 分 进 入 Ｒ＝５ ０ｍ 的缓 和 曲线 和 花 １
圆 曲线 内 ， 桥 位 于 ＋０ ９ ％ 直线 纵 坡 段 上 。 由于 大 ．０
了路 基 ， 既不 经济 也不 美观 ， 因此考 虑 一个 ８ ０多 ｌ ０ ＇ ｎ
通 道 发育 ， 坡 稳 定 性 差 。花 垣 岸 岩 层 倾 向 ５ 。 岸 Ｏ 左 右 ， 呈顺 向坡 ， 坡 坡 肩 处 卸 荷 裂 隙较 为发 育 ， 略 岸 与 ｋ线 桥位 花 垣 岸 相 近。对 于 Ｄ线 桥 位 ， 梁 完 全 避 桥
虑 利用 ｋ ２＋ ０ ３ ０ ０处 山头作 为 桥塔 位置 的桥 位 方案 。
面进 行 详 细 阐 述 ， 得 了最 优 的 桥 梁 总 体设 计 方 案 ， 结 构 设 计 奠 定 了基 础 。 获 为
［ 关键 词 ］悬 索 桥 ；总 体 构 思 ；桥 梁 设 计
［ 图 分 类 号 】Ｕ４ ２５ 中 ４ ． ４ ［ 文献 标识 码 】Ｂ ［ 章 编 号 ］１７ — ６ ０ ２ １ ）５ ０ ０ — ４ 文 ６ ４ ０ １ （０ ０ — １０ ０ １
４ ００ ） １０ ８ （ 南 省交 通 规 划 勘 察 设 计 院 ， 南 长 沙 湖 湖
［ 摘 要 ］澧 水 特 大 桥 为 张 家 界 至 花 垣 高 速 公 路 上 的 一 座 特 大 型 桥 梁 ， 位 处 地 质 、 形 条 件 复 杂 ， 路 上 存 桥 地 线 在 多 处 岩 溶 发 育 区 、 岩 体 、 层 等 地 质 构 造 。对 澧 水 特 大 桥 桥 位 的 选 择 、 型 方 案 的 可 行 性 和 经 济 指 标 比选 等 方 危 断 桥
虑一 个 ６ ０ ｍ左 右 的单 跨 悬 索 桥 方 案 ， 不 确 定 因 ５ 但
素较 方案 一多 。单 纯从 减 小跨 度节 省投 资 的角 度 出
发 ， 位处 “ 型 河谷 的地形 是适 宜 修筑 拱桥 的 ， 桥 Ｖ” 跨
度在 ４ ０ｍ左 右 ， ６ 但拱 座 必须 落在 两岸 的危 岩体上 ，
第３ ６卷 ， ５期 第
２０ １１年 １０ 月
公 路 工 程
Ｈｉ ｈ ｙ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｇ ｗａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ ． ６，Ｎｏ ５ １３ ．
Ｏｃ ． ， ｔ ２０ １１
澧 水 特 大桥 总体 构 思及 方 案 比选
李 瑜 ， 丽娟 ， 程 刘 榕
质处 理 在此选 择适 当的位 置设 置桥 梁基 础 并非 完全
１２ Ｏ
公
路
工
程
３ ６卷
不 可行 。这样 桥梁 跨 度 可缩 短 １０—２ ０ｍ， 以考 ５ ０ 可
３ １ 桥 型方 案 ｌ ８ ８ｎ 单跨 钢 桁 架悬 索桥 ） ． （ ５ ｌ
方案 １ 型布 置 为 １× ０ｍ Ｔ梁 ＋８ ８ｍ 单跨 桥 ４ ５ 钢桁 架 悬 索 桥 ， 桥 总 长 ９ ８ ２ 如 图 ３所 示 。 全 ０ ． ５ｍ， 主桥 主缆 的孔 跨 布 置 为 ：５ ２ ２＋８ ８＋１５ ｍ， 桁 架 ５ ８ 钢 梁全 长 ８ ５ ５ｍ； 桁 架梁 在 ０ ９ ５ ． 钢 ． ％单 向纵 坡 上 ， 桥 面设 ２ 横 坡 ， 面 系 净 宽 ２ ｌ钢 桁 加 劲 梁 全 宽 ％ 桥 ４Ｉ， ｌ ２ ８ｍ。采 用 ２根 主 缆 ， 缆垂 跨 比∥Ｌ＝１ １ ． 主 主 ／ ０ ０， 缆 中心距为 ２ ｌ采用 平 面索 布 置 ； ８ｒ， ｌ 全桥 设 ５ ７对 吊