鄢余文

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

大芦线航道整治二期工程西段桥梁设计综述

鄢余文

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

结合大芦线航道整治二期工程西段跨航道桥梁工程实例，全面系统介绍了工程概况、主要技术标准、建设条件、主桥跨径及主墩布置、桥梁方案设计，分析了跨航道桥梁改建工程特点，得出了经济合理的桥型方案，为跨航道桥梁改建提供参考。

大芦线航道；航道整治；跨航道桥梁；预应力混凝土连续梁；系杆拱桥

1　工程概况

内河航运是上海国际航运中心集疏运体系和城乡综合交通系统的重要组成部分，是实现经济社会可持续发展的重要战略资源。根据《上海市内河航运发展规划》，发展内河航运，打造“一环十射”高等级航道网，是今后一段时期的重点建设任务。

大芦线航道位于上海东南部，作为上海市“一环十射”规划干线航道之一，是上海国际航运中心建设的重要组成部分，是沟通洋山深水港区和相邻省区的重要国家级集装箱运输主通道。

大芦线航道整治二期工程西段包括闵行浦江段及浦东航头新场段，航道西起黄浦江处西闸，止于新场镇和宣桥镇的行政分界，航道长度为14.65 km。大芦线现状河道名称为大治河，按Ⅲ级航道标准整治，工程范围内共涉及10座跨航道桥梁改建或新建（见图1）。

图1　桥梁地理位置图

2　主要技术标准

（1）航道等级：Ⅲ级通航标准。

（2）通航水位：设计最高通航水位3.2 m，设计最低通航水位2.0 m。

（3）航道面宽及通航尺度

根据航道规划，浦星公路桥位于西闸停泊区，通航净宽取航道设计面宽195 m；新汇路桥和湖北码头桥南岸为规划浦江港区，规划蓝线宽117 m，通航净宽105.5 m。图2为规划浦江港区航道断面。

图2　规划浦江港区航道断面（单位：m）

其余桥梁位于航道标准段，航道设计面宽102 m，通航净宽79 m。

航道通航净高7.0 m（矩形断面），且要求桥梁一孔跨过通航水域布置。

（4）道路技术标准

大芦线航道整治二期工程西段10座跨航道桥梁相关道路技术标准见表1。

表1　道路技术标准

根据桥梁改建原则，有道路规划的桥梁按规划断面一次性实施到位；无道路规划的桥梁按拆一还一原则，改建桥梁宽度按不小于现状桥宽且不小于9.0 m净宽的断面规模改建。

（5）桥梁技术标准

荷载等级：浦星公路桥为公路Ⅰ级；航塘公路桥为城-A级；其余桥梁取城-B级。

抗震设防烈度7度，地震动峰值加速度为0.10 g，主桥抗震措施等级按8度设防。

3　建设条件

3.1桥梁现状

恒南路桥西侧的鲁汇窑厂桥已拆除，需按规划线位迁建，其余9座桥位处均有现状桥梁。

现状浦星公路主桥为35 m+40 m+35 m简支T梁，引桥为空心板梁，桥面双向4车道规模，桥梁总宽29.5 m，通航净高4.96 m。

现状召泰路桥（新汇西侧）及湖北码头桥主桥为42 m+43.5 m+42 m双曲拱桥，桥面总宽6.5 m，通航净高5.6 m。

其余桥梁为跨径22～29 m简支小箱梁，桥面总宽6.5 m、9.5 m，通航净高4.3～4.8 m（见图3～图5）。

图3　现状浦星公路桥

图4　现状双曲拱桥

图5　现状小箱梁桥

以上现状桥梁通航净空尺度不满足Ⅲ级通航标准，均为通航不达标桥梁，需拆除重建。

3.2线位及交通组织

（1）桥梁线位

该工程所在区域主要分布有居民区、厂房、农田、码头等，部分桥梁沿线已形成较稳定的商业、居住区，道路平面布置空间狭窄。

跨航道桥梁改建本着尽量不破坏现有的街区现状及交通布局，方便群众出行，节约土地资源的原则，桥梁改建线位原则上利用老桥桥位。

该工程恒南路桥、新汇路桥线位根据道路规划进行了适当调整，新桥由老桥位迁建。

此外，对于部分无道路规划的桥梁，有条件时可考虑新建桥位偏离老桥一定位置，以确保新桥施工期间保持老桥通行。湖北码头桥、航南公路桥、航都路桥属于此类情况（见图6、图7）。

图6　新汇路桥桥位

图7　湖北码头桥桥位

（2）施工期间交通组织

跨航道桥梁是沟通河道两岸的重要通道，对于新老桥线位重合，施工期间需中断交通的桥梁改建，应充分考虑施工期间交通组织及建设时序，满足两岸交通过河需求。

该工程航塘公路新桥分幅布置，仅西幅桥与老桥重合。可先施工东幅桥，东幅桥修建完毕后拆除老桥新建西幅桥，施工期间维持老桥通车。

浦星公路桥、三鲁公路桥、新奉公路桥、杨辉路桥新老桥中心线重合，施工期间需中断老桥交通，故考虑分批建设，采用交通绕行并配合修建临时交通便桥方案。

三鲁公路桥考虑第二批实施，三鲁公路交通绕行现状浦星公路桥及第一批建成的恒南路桥。浦星公路桥考虑第三批建设，浦星公路交通绕行三鲁公路，并修建便桥满足轻载交通过河。

新奉公路桥与杨辉路桥分批建设并互为绕行。杨辉路桥第一批实施，交通绕行新奉公路。新奉公路桥第二批实施，交通绕行杨辉路桥，并修建便桥满足轻载交通过河。

4　主桥跨径及主墩布置

大芦线航道为限制性航道，根据《内河通航标准》，水上过河建筑物应采取一孔跨过通航水域。此外，主桥跨径还应根据航道宽度、防汛通道位置、桥梁轴线与航道的夹角、避让老桥墩台及现有管线等确定。

4.1浦星公路桥

浦星公路桥位于西闸停泊区，航道设计面宽为195 m（见图8）。

图8　浦星公路桥主跨布置

主桥在航道南岸避让停泊区靠船墙，北岸避让老桥桥墩，并满足主墩内侧布置防汛通道要求，新建主桥主跨适当加大至230 m。由于主桥规模较大，将主墩远离河道布置，可减小承台埋深，避免深基坑开挖，并与护岸互不影响，确保主桥下部结构安全，施工方便。

4.2航道标准段桥梁

根据主桥一跨过河要求，结合102 m航道设计面宽，采用方案一（墩身紧邻河道蓝线、65 m+ 107 m+65 m连续梁）与方案二（承台紧邻河道蓝线、69 m+112 m+69 m连续梁）两种方案进行比较论证（见图9、图10）。

图9　航道标准段主跨方案一（107 m主跨）（单位：m）

图10　航道标准段主跨方案二（112 m主跨）（单位：m）

方案一主桥规模较小，但主墩承台埋深增加。以30 m桥宽的预应力混凝土连续梁为例，方案一较方案二主桥造价减少468万元，而基坑增加造价435万元，总体而言方案一总造价略小（见表2）。

表2　主桥两种跨径方案建安费比较

此外，方案一主桥梁高较小，可适当减小引桥长度，从而进一步减小工程总造价；采用墩身紧邻河道蓝线，也有利于防汛通道的布置。

方案一基坑开挖深度比方案二增大3.0 m，增加了基坑开挖费用及风险，但考虑7.5 m深度的基坑开挖施工有一定经验，基坑开挖风险是可控制的。

综上所述，为有效地减小桥梁规模，降低工程造价，位于航道标准段的桥梁，在无其他限制条件下推荐采用方案一107 m主跨方案。将承台侵入河道蓝线并埋入规划河底，墩身紧邻蓝线，并在内侧设置护岸，主墩承台兼作护岸的基础。

结合其他影响因素，该工程位于航道标准段的桥梁主跨跨径取值见表3。

4.3港区桥梁

新汇路桥和湖北码头桥南岸为远期规划浦江港区，航道规划蓝线宽117 m。北岸桥墩参照航道标准段桥梁布置形式。南岸河底标高为-2.0 m，如仍将墩身紧邻河道蓝线，承台埋入规划河底，基坑开挖深度达11 m，基坑开挖费用及风险大大增加。

综合考虑，该两座桥梁港区侧主墩承台紧邻河道蓝线布置（见图11），以减小承台埋深。承台底标高取-2.5 m，承台基坑开挖深度约7.0 m。

表3　航道标准段桥梁主跨一览表

图11　港区桥梁位于港区侧主墩布置（单位：m）

此外，新汇路桥与航道斜交13°，主桥斜桥正做，主桥跨径取135 m。湖北码头桥与航道正交，主桥跨径取123 m。

5　桥梁方案设计

5.1浦星公路桥

浦星公路桥主跨为230 m，适用桥型主要有下承式系杆拱桥、自锚式悬索桥及斜拉桥等。自锚式悬索桥施工工艺复杂，施工周期长，总体造价较高，故不予采用。

与双塔斜拉桥相比较，下承式系杆拱桥为单跨简支结构，主桥规模小，造价低。此外，结合该桥特定条件，部分主跨位于航道尚未开挖的岸上，部分主跨位于水中但可充分利用老桥基础作为临时支撑，较适合采用先梁后拱法施工，从而对降低主桥造价起到了关键作用，且降低了施工难度与风险。

综上所述，浦星公路桥主桥采用单跨230 m下承式系杆拱桥，主拱为钢箱提篮式拱肋，主梁为钢-混凝土组合梁（见图12）。

5.2其他主桥

新汇路桥、湖北码头桥南岸为浦江港区，港区侧航道全断面均需满足7 m通航净高要求。

图12　浦星公路桥效果图

新奉公路桥西侧大治河南岸接奉新港航道，考虑船舶进出奉新港，南岸航道全断面均需满足相应通航净高要求。此外，主桥至丰南路平交口较近，为减小道路纵坡，应控制主桥梁高。

故以上三座桥主桥推荐采用主梁结构高度较小的下承式系杆拱桥。系杆拱桥采用先梁后拱法施工，主拱采用钢箱拱，主梁为钢-混凝土组合梁。系杆拱桥景观效果较好（见图13），此外为避免单调雷同，各桥主拱配以不同颜色的涂装。

图13　下承式系杆桥效果图

其余6座桥梁受控因素较少，主桥优先采用技术可靠、施工工艺成熟、经济合理的现浇预应力混凝土连续梁（见图14）。

图14　预应力混凝土连续梁效果图

预应力混凝土连续梁采用挂篮悬臂现浇，施工方便，对航道通航影响小。为增加景观效果，部分主桥外侧立面采用造型模板处理，以勾勒出特殊的条纹图案。

5.3引桥方案

引桥采用简支小箱梁或改进型空心板。小箱梁结构简单，工程经验成熟，结构刚度较大，抗扭性能较好。改进型空心板相比于上海市标准空心板梁，其梁高、板厚均有所提高，横向接缝采用了刚接形式，提高了结构刚度，增强了桥梁横向的整体受力性能，提高了耐久性。

6　结　语

上海市内河航道整治工程还处在初期阶段，其改建实施是一个长期的过程。跨高等级航道桥梁改建工程涉及桥梁数量众多、建设条件复杂、技术标准高、主桥跨径大等特点（见表4）。

表4　桥梁总体布置一览表

跨航道桥梁设计应结合相关规划、建设标准，并考虑各种影响因素，选择合适的桥位布置、断面规模、主跨跨径和桥型方案。

一般情况下，主桥优先采用经济合理、施工方便、对航道通航影响小的预应力混凝土连续梁。下承式系杆拱桥主梁结构高度低，主桥规模小，是港区、停泊区等处的合适桥型。

［1］陈剑锋.三鲁公路跨航道桥梁主桥方案的技术经济比选［J］.城市道桥与防洪，2013（6）:67-70.

［2］李志峰，曹一中，冯俊.内河水运建设示范工程跨航桥梁设计要点［J］.水运工程.2009（9）:111-115.

［3］上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司.上海跨高等级航道桥型方案研究报告［R］.上海：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，2015.

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1009-7716（2016）07-0147-05

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.07.043

2016-03-23

鄢余文（1978-），男，江西上饶人，硕士，高级工程师，从事桥梁工程设计工作。