呂山大橋橋型方案比選
2017-03-20
呂山大橋位于長興縣呂山鄉(xiāng)境內，上跨長湖申航道，橋址位于呂山鄉(xiāng)政府以西約1km，橋位呈近似東西走向，與所跨航道成70°。河道西側在地貌上屬于山前平原地貌單元，地勢平坦開闊，區(qū)內水塘眾多，鄉(xiāng)村道路與河溝交錯，勘察場地均為水田，地面標高在2.2m左右（85國家高程）；河道東側緊鄰呂山（海拔高度56.9m）。河道的主要功能除通航外，兼排洪灌溉之用。航道縱向坡度平緩，雨量集中時河水暴漲。
橋址地區(qū)屬于中緯度亞熱帶季風氣候區(qū)，根據(jù)記錄，橋位處年平均溫度15℃-16℃；極端最高溫度39.8℃；極端最低溫度-13.9℃；平均年降水量1266.7mm；年均水面蒸發(fā)量1297.2mm。
1 項目特點及難點
1.1 線形選擇
由于呂山山體離航道本項目東側接坡區(qū)域狹小，接坡路段勢必進入山體導致一定程度的山體挖方和防護，接坡為高挖方路塹。因此選線的好壞直接影響到橋梁長度（特別是主橋長度）和山體挖方和防護的工程量。
1.2 施工期交通組織困難
由于長湖申線航道繁忙，并且橋址又處于航道轉彎及航道交叉處，主橋施工必須滿足不斷航、不影響凈高兩個條件的約束。所以主橋的橋型選擇是一個重點，常規(guī)的支架施工方法在該條件下實施難度較大，施工期間安全性差。
1.3 地質狀況復雜
如圖1所示，橋梁場址處地址情況變化極大，主要表現(xiàn)為河道西側為長江下游典型的沖積平原區(qū)地質狀況，地面以下10m范圍有不同程度的淤泥存在，基巖較深。河道東側為山丘坡麓，中風化砂巖埋深較淺，局部為僅為2m左右。該地質情況比較適宜采用一側主墩的橋型方案，采用擴大基礎即可解決100m左右主橋承載力，可降低工程造價，降低施工難度。
2 路線方案比選
根據(jù)結構地形特點，選擇如圖2所示兩條比選線路。由表1可知，通過對兩方案在路基填挖方量、大橋面積、征遷用地、造價等方面進行了比較分析，最終選擇A線路作為推薦線路。
3 主要技術指標
根據(jù)相關要求，本項目包括橫斷面狀況的主要技術指標如下：
1）設計速度：30km/h；
2）橫斷面設計：
道路橫斷面：0.75 m（土路肩）+1.75m（硬路肩）+7.0m（行車道）+1.75m（硬路肩）+ 0.75 m（土路肩）=12.0m；
主橋橫斷面：0.25 m（欄桿）+ 2.5m（人行道）+1.0m（分隔帶）+11.0m（車行道）+1.0m（分隔帶）+2.5m（人行道）+0.25 m（欄桿）=18.5m；
引橋橫斷面：0.5 m（防撞欄桿）+11.0m（機動車道）+ 0.5 m（防撞欄桿）=12.0m
人行梯道橫斷面：0.2m（欄桿）+2.4m（人行道）+0.4m（自行車坡道）+0.2m（欄桿）= 3.2m。
3）橋面縱、橫坡：東西向橋梁縱坡為4%；橫坡2%。
4）抗震要求：地震動峰值加速度系數(shù)0.05g（相當于地震基本烈度Ⅵ度），本次設計按Ⅵ設防。
5）設計汽車荷載：公路-Ⅰ級；
6）通航標準：主橋上跨長湖申線（浙江段），橋梁中心線與航道中心線呈70°交角，通航等級為Ⅲ級，橋下最高通航水位2.66m，通航凈高H=7.0m，通航凈寬L=60m。
7）橋梁設計安全等級：一級；
8）設計基準年限：100年。
9）風載：設計基本風速V10=28.6m/s
4 橋型方案比選
橋型的選擇除了滿足橋梁使用功能外，橋型結構應力求技術先進、結構新穎、施工方便、造型美觀，同時還要以不破壞或少破壞地區(qū)原有風貌為原則，最大限度減小施工對水流的污染，較好地與周圍環(huán)境相協(xié)調。根據(jù)這些原則，初步設計階段，共提出了三種橋型比選方案。如圖3所示，分別為主跨104.8m獨塔雙索面斜拉橋、60m+100m+60m變截面連續(xù)梁、主跨100m下承式鋼管混凝土拱橋。
?。╝）4×30m+主跨104.8m單塔雙索面斜拉橋
（b）4×30m+60m+100m+60m變截面連續(xù)梁
?。╟）主跨100m下承式鋼管混凝土拱橋
圖3 橋梁初步設計方案
通過橋型方案比較，推薦采用方案一，即單塔雙索面斜拉橋方案。該方案將主橋全部重量集中在山體一側，充分利用了地質優(yōu)勢，不僅節(jié)約了下部工程的造價，同時斜拉橋的懸臂施工方法最大限度的減少了對航道的影響。方案采用的倒Y形橋塔背依呂山，前傍航道，必將成為呂山一道亮麗的風景。（圖4）。
5 結論
該橋的設計十分注重與當?shù)氐匦蔚刂窏l件的結合，從線形選擇方面就十分注重于環(huán)境的協(xié)調性，選用的單塔雙索面“倒Y形塔”斜拉橋方案，充分利用了當?shù)氐牡刭|優(yōu)勢，減少下部結構造價，并且最大程度的減少了對通航及河流的污染。該橋的成功建造可為類似工程的設計提供參考。
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