重庆涪陵石板沟长江大桥方案论证

拱桥方案必须采用特大跨径 (大于 500 m) 才可 以满足通航要求 ,并且由于两岸接线高程的限定将 导致主墩过高 。同时三峡成库后江面宽度将达到 1 000 多 m ,这要求必须采用多跨型式跨越长江 ,这 使得工程投资大大增加 ,且使施工难度也同时增大 , 故最终未将拱桥方案作为初选方案 。
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②最低通航水位 :黄海高程 145. 53 m ③通航净空 :单孔双向通航净宽不小于 430 m ;单 孔单向通航净宽不小于 180 m ;通航净高不小于 18 m (7) 立交净高 ≥5. 0 m (8) 地震烈度 : Ⅵ度 ,按照 Ⅶ度设防 (9) 设计基本风速 :24. 2 m/ s (10) 设计基准期 :100 年
表 1 桥位综合比较
大桥～四环路～天子殿长江大桥～江北滨江路) 所 包括土地面积大 ,对城市的规划及发展有利 。并且 石板沟桥位 (推荐桥位) 与规划桥位相比具有与涪陵 污水处理厂干扰小 ,拆迁规模小 、与地形地貌协调 、 造价较低的优点 。由此选定石板沟桥位作为本工程 桥位 (见表 1) 。
4 桥型方案 4. 1 桥型方案初选
观音寺桥位位于原规划桥位上游约 500 m 处 , 石板沟桥位位于原规划桥位下游约 200 m 处 。由于 规划桥位江东侧目前已修建涪陵污水处理厂 ,与本 工程有很大的相互干扰 ; 同时建筑密集 ,拆迁量较 大 ;并且山势陡峻 ,开挖量较大 ,对自然环境有较大 破坏 ,故初选桥位定在规划桥位附近而没有选择规
根据地形及通航要求 ,本桥位可供选择的桥型 有悬索桥 、斜拉桥 、拱桥及连续刚构型式 。
桥 位
上游桥位 (观音寺桥位)
下游桥位 (石板沟桥位)
结构型式
主桥布置 主桥总长 立交规模 征地范围 拆迁规模 投资估算 通航条件 通航宽度 与码头关系 景观效果 环境影响
施工难度
施工工期 过境交通 其它影响
公路交通技术 2005 年 7 月 增刊 Technology of Highway and Transport J ul . 2005 Supplement
作者简介 :张长青 (1971 - ) ,男 ,河南省鹤壁市人 ,副研究员 ,桥梁工程所结构加固
室主任 。1993 年毕业于长沙交通学院 (现长沙理工大学) 桥梁专业 ,2000 年获东南大 学桥梁工程硕士学位 。参加及主持的主要设计项目有 :参加了广州江村大桥 (独塔斜 拉桥) ,主持渝林高速重庆段桥梁设计 、忠垫高速特大桥初步设计 、忠县康家沱长江大 桥初步设计 、武隆乌江二桥新建工程设计 、重庆涪陵石板沟长江大桥设计 、重庆涪陵乌 江二桥设计审查 。另外还主持了 10 余座桥梁加固设计工作 。
重庆涪陵石板沟长江大桥方案论证
张长青 ,王丰华 ,于长皓 ,侯林平 ,顾 缨
(重庆交通科研设计院 ,重庆市 400067)
摘 要 :较为详细的介绍了重庆涪陵石板沟长江大桥工程桥位及桥型方案的选择 ,同时针对桥型方案进行了较为充 分的论证 ,对类似工程的方案选择有着一定的借鉴意义 。 关键词 :涪陵石板沟长江大桥 ;桥位方案 ;桥型方案 ;斜拉桥 ;论证 文章编号 :1009 - 6477 (2005) 增 - 0057 - 07 中图分类号 :U442. 5 + 4 文献标识码 :B
1 工程技术标准 (1) 线路等级 :城市主干道 I 级 (2) 设计车速 :60 km/ h (3) 主桥桥面宽度 :23 m [ 2 ×1. 75 m (人行道)
收稿日期 :2005 - 05 - 10
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4. 1. 1 斜拉桥方案 斜拉桥型式跨越能力较大 ,根据主梁材料的不
同 ,其经济跨径范围达到 300～1 000 m。采用斜拉 桥方案可满足单孔双向通航要求 ,同时主墩在枯水 期间水深较浅 (仅 4～9 m) ,对施工影响不大 。故将 斜拉桥方案作为初选方案之一进行进一步深入比 选。 4. 1. 2 悬索桥方案
重庆涪陵石板沟长江大桥工程是重庆市涪陵区 城市总体规划修编中主城区规划的跨江特大桥梁之 一 ,为连接涪陵江北片区与江东片区的关键工程 ;是 涪陵城区环线 (天子殿长江大桥 ———四环路 ———乌江 大桥 ———江东城市主干道 ———石板沟长江大桥 ——— 江北滨江路) 的重要组成部分 ,为环线中规模最大的 工程项目 。它的修建将江北片区和江东片区连接起 来 ,形成涪陵城区又一条过江大通道。其主要功能是 解决过境交通问题 ,可以使重庆东南区县交通及湖 北、湖南方向车辆不再通过涪陵城区 ,而经由本桥快 速抵达渝涪高速公路 ,大大缩短车辆过境时间。并较 好解决长期以来江北片区和江东片区落后和闭塞的 交通问题 ,同时大大拓展了涪陵城市发展空间。
3 桥位选择 3. 1 桥位确定原则
石板沟长江大桥是城市总体规划修编中主城区 规划的跨江特大桥梁之一 ,其作为城市建设的基础 设施 ,目的就是要有效地解决过境交通组织问题 。 疏通长江南北两岸江北片区 、江东片区的过江交通 渠道 ,缓解涪陵城区的交通压力 ,打通涪陵区第 2 条 过江大通道 ,形成合理有效的交通组织枢纽 ,促进 北 、东部区域的发展 ,同时符合涪陵城市总体规划道 路网络布局 。根据上述要求确定了以下 2 个桥位 。 3. 1. 1 上游桥位( 观音寺桥位)
较小
钢 、混 凝 土 混 合 梁 大跨径斜拉桥 ,有 难度 。
大跨径斜拉桥 , 有成熟经验
3年 迅捷过境
3年 迅捷过境
接线道路改
接线道路改造
造规模减小
规模增大
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
环线内面积较
环线内面积
小 ,发展受限 靠近规划线位
较大 ,发展有利 靠近规划线位
建议作为比较桥位 建议作为推荐桥位
由于下游桥位距离城区较远 ,与上游桥位相比 城区环线 (石板沟长江大桥～江东城市干道～乌江
距乌江 、长江汇合口约 1. 0 km ,江面较宽 ,距离 涪陵城区较近 。该桥位北起北山坪东麓与江北滨江 路 (涪丰北路) 相接 ,向东跨越长江 ,沿涪陵新光纸厂 与涪陵日化厂之间沟谷上岸 ,经观音寺 ,与江东城市 干道 (涪丰南线) 相接 。 3. 1. 2 下游桥位( 石板沟桥位)
距乌江 、长江汇合口约 1. 7 km ,江面较窄 ,距离 涪陵城区略远 。该桥位据上游桥位 (观音寺桥位) 约 700 m ,北起北山坪东麓与江北滨江路 (涪丰北路) 相 接 ,向东跨越长江 ,沿涪陵污水处理厂旁沟谷上岸 , 与江东城市干道 (涪丰南线) 相接 。 3. 2 桥位与规划关系
石板沟长江大桥既是城区东北部重要东西快速 主干道的关键工程同时又是涪陵的门户大桥 ,大桥 所处位置正好位于长江与乌江交汇处的下游 ,是乘 船进入涪陵城区的第一座桥梁 ,是涪陵区的标志性 建筑 (见图 1) 。
+ 2 ×0. 75 m(索区) + 4 ×3. 75 m (车行道) + 1. 0 m (中央分隔带) + 2 ×0. 5 m (路缘带) + 2 ×0. 5 m (防 撞护栏) ]
2005 年 增刊 张长青 ,等 :重庆涪陵石板沟长江大桥方案论证 59
划桥位 (见图 2) 。 3. 3 桥位比选
由于上游桥位距乌江 、长江汇合口过近 ,导致通 航净空尺度要求很大 ,根据“通航净空尺度与技术要 求论证报告”该处通航净空应大于 550 m ,考虑结构 宽度后桥跨应大于 590 m。此时考虑枯水期水面宽 度为 610 m ,为保证主墩干地施工以保证施工进度 及节约投资 ,故确定主跨跨度为 620 m ;同时上游桥 位江东岸侧工厂密集 ,拆迁工作量很大 。同时地形 对立交的布设不利 ;而对于下游桥位 “, 通航净空尺 度与技术要求论证报告”表明 ,该处通航最小单孔双 向通航净宽应大于 430 m ,最小单孔单向通航净宽 应大于 180 m ,最终布置主跨为 450 m (推荐方案) 。 由上可知 ,上游桥位工程规模及投资均远大于下游 桥位 。
2 项目制约条件 2. 1 航道要求
由于通航净空及航道规划的要求 ,同时为适应 “长江航道定线制 (靠右航行 、互会左弦) ”的需要 ,本 工程必须采用大跨跨越主航道 ,边跨也需满足单向 通航尺度 。
2. 2 两岸接线 大桥两岸分别与涪丰北线 (远期将改造为江北
滨江路) 及涪丰南线 (远期将改造为江东城市干道) 相连 ,这要求桥头除应考虑目前连接外 ,还需考虑今 后立交的布设空间 。 2. 3 三峡工程蓄水时间
(4) 设计荷载 : ①汽车荷载 :公路 - I 级 ②人群荷载 :按照 2. 5 kN/ m2提高 15 %采用 ,即 2. 875 kN/ m2 (5) 设计水位 :采用与设计洪水频率相对应水 位 :183. 51 m(黄海高程) (6) 通航标准尺度 ①最高通航水位 :黄海高程 180. 52 m
随着三峡工程进度的不断加快 ,使得桥位区水 位不断增高 ,同时 2006 后水位将达到 156 m (坝前 水位) ,故工程工期受到极大的制约 。 2. 4 投资规模
本工程地处我国西部 ,资金情况较为紧张 ,如何 以最少的投入来满足所需的全部功能是一项繁杂的 系统科学问题 。 2. 5 相关工作
悬索桥型式跨越能力大 ,其经济跨径一般情况 下为大于 500 m ,并且在跨径大于 600 m 时有着较大 的优势 ,并可根据航道及地形地质要求可以选择单 跨或 3 跨型式 。采用悬索桥方案可以满足通航要 求 ,同时主墩在枯水期间位于干处 ,对施工极为有 利 。故将悬索桥方案作为初选方案之一进行进一步 深入比选 。 4. 1. 3 拱桥方案
根据上述初选 ,针对斜拉桥桥型与悬索桥桥型 分别进行了多种跨径布置方案 (见表 2) 。
对于以上各方案均可满足基本要求 ,但是 500 m 3 跨悬索桥存在施工困难 ,并且与 680 m 单跨悬 索桥同样存在造价较高的缺点 ,故在方案论证中以 450 m 双塔斜拉桥 、490 m 双塔斜拉桥与 612 m 单跨
中华人民共和国交通部于 2004 年 11 月 12 日发 出的交水发【2004】631 号文“关于重庆涪陵石板沟长 江大桥通航净空尺度和技术要求的批复”明确了本 工程的桥梁选址 、通航净空尺度与航道及通航安全 措施等方面的要求 ;重庆市发展和改革委员会亦于 2004 年 11 月 29 日发出了渝发改交【2004】1330 号文 “关于重庆涪陵石板沟长江大桥工程可行性研究报 告的批复”,该批复明确了本工程的建设规模及技术 标准 、项目法人 、总投资及资金来源 、招标核准与建 设工期等方面的要求 ;同时本工程环境保护 、地震安 全性评价 、地质灾害危险性评估 、防洪影响评价与水 土保持等各项专题研究均得到主管部门的批复 。
悬索桥 3 方案进行深入比选 。 4. 2 450 m 双塔斜拉桥方案( 方案 1) 4. 2. 1 桥跨布置( 见图 4)
桥跨布置为 200 m + 450 m + 200 m = 850 m 3 跨 梁板式断面预应力混凝土斜拉桥 , 边中跨比为 0. 4444 ,主梁采用全漂浮体系 ,采用 H 形索塔 ,双索 面扇形斜拉索布置 。 4. 2. 2 主梁( 见图 5)
4. 1. 4 连续刚构方案 受连续刚构最大跨度 (300 m) 限制 ,其跨度仅可
满足单向通航要求 ,无法满足双向通航的需要 ,这使 得主墩必须置于河道中心位置 ,该深水基础对长江 通航极为不利 ,并且在施工期间也存在严重碍航因 素 ,同时主墩遭船舶撞击概率大大增加 ,需要特殊的 防撞装置来保护主墩 。故最终未将连续刚构方案作 为初选方案 。
城市发展 城市规划 比选结论
混合梁斜拉桥
斜拉桥
4 ×50 + 620 + 4 ×50 m
200 + 450 + 200 m
1 020 m 较大
850 m 较小
较大
较小
较大
较小
约 4. 62 亿元 较差
约 2. 87 亿元 较好
较大
较小
有一定影响
影响较小
好 ,主城区 清晰可见
好 ,主城区可见
有一定影响