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第81期貴州山區(qū)特大橋橋位比選及橋型方案選擇研究

2020-4-21 17:48

原作者: 52監(jiān)測(cè)網(wǎng) 來(lái)自: 52監(jiān)測(cè)網(wǎng) 收藏分享邀請(qǐng)

【52監(jiān)測(cè)網(wǎng)】第81期貴州山區(qū)特大橋橋位比選及橋型方案選擇研究

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貴州山區(qū)特大橋橋位比選及橋型方案選擇研究

王瑞甫貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司交通事業(yè)部常務(wù)副總經(jīng)理

一、貴州省公路特大橋建設(shè)情況

二、貴州山區(qū)特大橋橋位比選研究

三、貴州山區(qū)特大橋橋型比選研究

四、貴州省其他特大橋簡(jiǎn)介

五、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

內(nèi)容簡(jiǎn)介

一、貴州省公路特大橋建設(shè)情況

貴州省特殊的地形地質(zhì)條件

地形條件：貴州山地和丘陵占總面積的92.5%，是我國(guó)唯一沒(méi)有平原支撐的省份，交通不暢是制約貴州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展最主要的“瓶頸”，叢山峻嶺溝壑縱橫。

興義萬(wàn)峰林

晴隆二十四道拐

地質(zhì)條件：地質(zhì)條件復(fù)雜，巖溶采空區(qū)、順層、堆積體、危巖、滑坡等不良地質(zhì)極其發(fā)育。

典型巖溶

7.23六盤(pán)水市水城縣雞場(chǎng)滑坡

貴州省公路特大橋梁建設(shè)概況

截止2018年底，全省己建成高速公路6450公里。共有特大橋300余座，大橋近6000座。 2015年底率先在西部省份實(shí)現(xiàn)了縣縣通高速。2022年我省高速公路通車?yán)锍虒⒊^(guò)10000公里，普通國(guó)省干線及縣鄉(xiāng)道上特大橋日益增多。

《中71路峽谷大橋》：懸索橋17座（8座）斜拉橋24座（12座）拱橋31座（10座）梁橋36座（12座）-貴州橋梁占約40%

二、貴州山區(qū)特大橋橋位比選研究

山區(qū)公路橋梁橋位比選原則

1）中、小橋嚴(yán)格服從路線布設(shè)。

2）大橋、特大橋梁應(yīng)做多方案、同深度橋位比選，并作為控制點(diǎn)，總體達(dá)到與路線走向一致，做到路、橋綜合考慮、銜接合理。

3）充分考慮不同橋位的地形、地質(zhì)及水文條件，繞避大型不良地質(zhì)，如斷層、滑坡、泥石流和強(qiáng)巖溶等。

4）充分考慮經(jīng)濟(jì)與社會(huì)成本的因素。

5）充分考慮環(huán)境保護(hù)的影響，力爭(zhēng)把對(duì)自然環(huán)境的破壞減至最小。

6）充分考慮地面及地下設(shè)施、施工場(chǎng)地、材料運(yùn)輸?shù)仁┕ひ蛩亍?/font>

7）充分征求地方政府相關(guān)部門(mén)的意見(jiàn)。

山區(qū)在建或擬建特大橋橋位比選典型案例（山區(qū)特大橋橋位比選典型案例）

（1）甕開(kāi)高速開(kāi)州湖特大橋

擬建開(kāi)州湖特大橋位于甕安至開(kāi)陽(yáng)高速公路K35～K37路段，橫跨洛旺河峽谷。橋區(qū)洛旺河峽谷呈"U"形，谷底部寬約350～600m，頂寬1.1～1.3km，高差175～360m。

洛望河河谷地形地貌

（2）興義環(huán)城高速峰林特大橋

擬建峰林特大橋位于興義環(huán)線高速公路K13～K20路段，橫跨馬嶺河峽谷，橋區(qū)馬嶺河峽谷呈"V"形。

馬嶺河河谷地形地貌

（3）六安高速花江特大橋

擬建花江特大橋位于六安高速公路K52～K67路段，橫跨北盤(pán)江谷，橋區(qū)北盤(pán)江峽谷呈"V"形。河谷兩側(cè)呈陡坎地形，自然橫坡角度約45°～82 °。橋區(qū)屬中切侵蝕中低山地貌，橋區(qū)附近最高海拔1179.8m，橋軸線通過(guò)地段海拔492.2m～1104.5m，高差612.3m。

（4）平羅高速平塘特大橋

擬建平塘特大橋位于平羅高速公路K21～K37路段，橫跨槽渡河河谷。地形特點(diǎn)為平塘岸總體地勢(shì)較高，設(shè)計(jì)標(biāo)高約1025米。槽渡河為紅水河支流，橋位附近處最低海拔595米，最高山頂1175米，最大高差達(dá)到580米，兩岸群山聳立，河床底部形成既寬闊、又深切的地形特點(diǎn)，河谷整體地形呈寬"U”形狀。若以900米橋面標(biāo)高起算，兩岸最短距離約1600米，橋面距離河面高差高達(dá)305米，必須采用特大跨徑橋梁才能跨越。

橋位綜合比選如下：

1）A8線路線里程繞長(zhǎng)，主橋前后隧道規(guī)模大，主橋規(guī)模大，造價(jià)最高。經(jīng)論證舍棄。

2）A5線路線里程較短，但主橋規(guī)模大，主橋塔高達(dá)411米，實(shí)施難度大。定性比較后舍棄。

3）A7線路線里程較短，但主橋規(guī)模大，主橋塔高達(dá)368米，實(shí)施難度大。定性比較后舍棄。

4）A4線路線里程繞長(zhǎng)，主橋前后隧道規(guī)模大，造價(jià)高，主橋塔高達(dá)340米，實(shí)施難度大，定性比較后舍棄。

5）A6線路線里程最長(zhǎng)，主橋前后隧道規(guī)模較大，造價(jià)居中，但是主橋規(guī)模最小，主橋塔高為248米，實(shí)施難度最小。且主橋主塔已避開(kāi)河谷中部的斷層破碎帶及影響帶、夾煤層及采空區(qū)等不良地質(zhì)，斜拉橋主塔采用樁基礎(chǔ)、以中風(fēng)化基巖做持力層可建塔。為同精度比選。

6）K線路線里程較短，主橋規(guī)模居中，主橋塔高為332米，具有可實(shí)施性，主橋前后隧道規(guī)模小，造價(jià)最省。主橋地質(zhì)情況與A6線相當(dāng)。為推薦方案。

（5）仁遵高速團(tuán)結(jié)特大橋

擬建團(tuán)結(jié)特大橋位于仁遵高速公路K17～K27路段，橫跨觀音寺河河谷。該河谷為典型的”V”形谷，底寬約40～70m，橋區(qū)地面標(biāo)高介千647.1～983.4m，相對(duì)高差約336.3m。屬中等切割的侵蝕～溶蝕中山地貌和溶蝕槽谷及溶蝕峰叢相間地貌。仁懷岸坡體上部較緩，自然坡度角在16～39°，坡體中下部坡度較陡，縱坡自然坡度角在41～70°，臨河峭壁見(jiàn)危巖體發(fā)育；遵義岸坡體整體較仁懷岸中下部緩，自然坡度角在31～35°，橋區(qū)大部基巖裸露，植被發(fā)育。

三、貴州山區(qū)特大橋橋型比選研究

山區(qū)公路橋梁橋型比選原則

總原則：橋型方案應(yīng)滿足全壽命周期的“安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀”

?墩高在80米以下的橋梁，應(yīng)盡量考慮T型或箱型梁橋，墩高超過(guò)80米應(yīng)采用連續(xù)剛構(gòu)橋、拱橋等進(jìn)行充分技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較并通過(guò)專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)后擇優(yōu)選用。在地形、地質(zhì)條件宜于拱橋布置的橋位，應(yīng)優(yōu)先選用鋼筋混凝土拱式結(jié)構(gòu)，有效降低造價(jià)，鋼筋混凝土箱型拱橋原則上應(yīng)采用支架現(xiàn)澆、懸拼拱架現(xiàn)澆、懸臂澆筑的設(shè)計(jì)及施工方案。在需要采用大跨徑橋梁時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用跨徑200米以內(nèi)的連續(xù)剛構(gòu)橋。

?高度重視跨徑在200米~400米范圍的橋型方案比較，不能遺漏任何有價(jià)值的橋型方案，在空腹式連續(xù)鋼構(gòu)、懸澆混凝土拱橋、鋼管混凝土拱橋、斜拉橋之間進(jìn)行綜合比選。

?跨徑在400米至600米橋型方案爭(zhēng)議較大，應(yīng)結(jié)合國(guó)內(nèi)國(guó)際橋梁發(fā)展水平、貴州山區(qū)地形地質(zhì)施工等條件綜合比選。

?跨徑超過(guò)600米的特大橋應(yīng)重點(diǎn)在懸索橋和斜拉橋方案上進(jìn)行比選，重點(diǎn)在造價(jià)、工期、施工難度上考慮。

?跨越重要水體的橋梁原則上采用一跨過(guò)江（河）的方案。

山區(qū)特大橋橋型比選典型案例

（1）甕開(kāi)高速開(kāi)州湖特大橋

（2）六安高速花江特大橋

（3）仁遵高速團(tuán)結(jié)特大橋

（4）貴金古高速烏江特大橋

（5）貴金古高速赤水河特大橋

四、貴州省其他特大橋簡(jiǎn)介

已建成公路特大橋

1）平羅高速大小井特大橋

最終實(shí)施方案：主跨450米上承式鋼管混凝土橋拱橋

2）畢都高速北盤(pán)江特大橋

最終實(shí)施方案：主跨720米鋼桁梁斜拉橋，橋高565米；

3）貴黔高速鴨池河特大橋

最終實(shí)施方案：主跨800米鋼桁梁斜拉橋

4）畢威高速赫章特大橋

最終實(shí)施方案：主跨2-180米鋼桁，其中11號(hào)主墩高達(dá)195米，為同類橋梁世界第一高墩。

5）水盤(pán)高速北盤(pán)江特大橋

最終實(shí)施方案：主跨290米預(yù)應(yīng)力混凝土空腹（斜腿）式連續(xù)剛構(gòu)。

6）銅懷高速錦江特大橋

主跨276米雙塔中央索面斜拉橋。

在建或待建公路特大橋

1）德余高速烏江特大橋(待建)

推薦方案：主跨480米鋼管拱橋

2）江習(xí)古赤水河特大橋(在建)

實(shí)施方案：主跨1200米雙塔單跨鋼桁梁懸索橋

3）貴黃高速獨(dú)木河特大橋（在建）

實(shí)施方案：主跨300米空腹式剛構(gòu)橋

4）沿河沙坨特大橋(在建)

實(shí)施方案：主跨240米懸澆拱橋

部分鐵路特大橋

1）滬昆高鐵北盤(pán)江特大橋(已建成)

實(shí)施方案：主跨445m上承式勁性骨架鋼筋混凝土拱橋

2）成貴高鐵鴨池河特大橋（已建成）

實(shí)施方案：主跨436米中承式鋼－砼結(jié)合拱橋

3）織畢鐵路架蓋河特大橋(已建成)

實(shí)施方案：主跨192米連續(xù)剛構(gòu)橋

4）渝黔快鐵夜郎河特大橋(已建成)

實(shí)施方案：主跨370米上承式鋼筋混凝土X型（提籃）鋼管勁性骨架拱橋

五、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

貴州橋梁建設(shè)部分專題研究成果

目前，貴州己建成橋梁2.1萬(wàn)余座，在建5000余座，幾乎囊括了當(dāng)今世界全部橋型。貴州典型的喀斯特地形地貌及山高谷深的地理環(huán)境，使貴州橋梁具有典型性和獨(dú)特性，在科技上有很多突破和創(chuàng)新。貴州的建橋者用他們的智慧，創(chuàng)造和改進(jìn)著轉(zhuǎn)體施工、纜索吊裝、鋼珩梁主梁整節(jié)段梁底軌道縱移懸拼等一系列技術(shù)。貴州在橋梁建設(shè)中也不斷的總結(jié)著經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，形成了多個(gè)專題研究成果，指導(dǎo)著后續(xù)的橋梁建設(shè)，如：

交通運(yùn)輸部重大專項(xiàng)“都格北盤(pán)江大跨度鋼桁梁斜拉橋建設(shè)與養(yǎng)護(hù)管理關(guān)鍵技術(shù)研究”

貴州省科技重大專項(xiàng)“山區(qū)千米級(jí)板桁結(jié)合加勁梁懸索橋建養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”

貴州省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目“掛籃懸臂澆筑混凝土拱橋設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)研究”

小結(jié)

貴州省公路橋梁類型眾多，規(guī)模較大，已建成兩座千米級(jí)懸索橋，另有三座千米級(jí)懸索橋在建；世界第一、第二大跨徑的鋼桁梁斜拉橋；最大跨徑的上承式鋼管拱；世界第一高混凝土橋塔；世界第二高墩等。

在山區(qū)峽谷特殊地形地質(zhì)條件下，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有任何一個(gè)地方像貴州這樣如此集中地建設(shè)了各種類型的峽谷橋梁，貴州已成為名符其實(shí)的世界橋梁博物館，奠定了中國(guó)峽谷橋梁的世界領(lǐng)先地位。

貴州山區(qū)公路特大橋梁方案受各種條件影響，尤其是深切峽谷邊（岸）坡的復(fù)雜地質(zhì)條件極為重要，有別于路基邊坡失穩(wěn)（重要性非同一般）——一票否決！。

通過(guò)理論研究分析與工程經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，綜合確定山區(qū)特大橋橋位及橋跨、橋型方案，通過(guò)不斷總結(jié)，我省山區(qū)特大橋梁建設(shè)經(jīng)驗(yàn)可推廣應(yīng)用。