重慶朝陽復建橋設計選型★

馮玉濤 徐生明 鐘 蕓 曹正洲

(重慶市交通規(guī)劃勘察設計院，重慶 401121)

0 引言

重慶朝陽復建橋作為重慶市的重點工程建設項目，因其橫跨嘉陵江，又處于重慶市“兩江四岸”重點建設區(qū)域，橋梁的景觀要求極高，所以其橋型方案在工程建設初期經(jīng)過了重慶市相關(guān)部門的反復比選和審定。大橋的施工圖設計方案與規(guī)劃審定方案在橋型總體上基本保持一致，細部有所差異;大橋的竣工橋型在施工圖方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對大橋的局部做了一定的優(yōu)化，既保證了大橋的景觀效果，又節(jié)省了工程投資。

本文針對大橋三個不同階段的方案差異，對這些差異進行了分析和研究，借以提煉出不同階段的建設理念，為今后同類橋梁的方案研究和工程建設提供借鑒和參考。

1 工程概況

重慶朝陽復建橋橋址位于北碚區(qū)毛背沱觀音峽峽口處，自南向北橫跨嘉陵江，北碚岸位于觀景臺，與G212線相交，東陽岸位于北碚玻璃器皿廠外的原隧道位置處，與現(xiàn)有的S204線公路銜接。施工圖橋型布置為鋼筋混凝土岸坡防護帶+56.5 m(鋼疊合梁)+274 m(鋼箱拱)+45.5 m(鋼疊合梁)+鋼筋混凝土岸坡防護帶，主拱圈采用單箱單室變截面鋼箱提籃拱，拱軸線在其所在平面內(nèi)為懸鏈線，矢跨比為1/4.4，矢高為62.3 m，拱軸系數(shù)m=1.3，主拱肋內(nèi)傾角為9°[1-3]。施工圖橋型景觀效果如圖1所示。

圖1 重慶朝陽復建橋施工圖橋架效果圖

2 規(guī)劃審定橋型方案

作為重慶市的重點工程建設項目，朝陽復建橋橋型方案經(jīng)過了重慶市相關(guān)部門的多次審查，橋型由最初的簡支梁(南引橋)+鋼管拱+簡支梁(北引橋)方案逐步優(yōu)化為如圖2所示的橋型方案。2008年12月26日，重慶市規(guī)劃局對北碚區(qū)朝陽二橋(后更名為朝陽復建橋)的橋型設計方案進行了審批，在橋型方案圖中做了如下批示:“北碚嘉陵江朝陽二橋暨嘉陵江水土大橋建設工程指揮部:此圖系渝規(guī)建審(2008)碚市政字第0021號附圖，應遵事宜詳見方案審查意見書”。在《建設工程設計方案審查意見書(市政)》(渝規(guī)建審(2008)碚市政字第0021號)中明確:原則同意該工程方案，具體審查意見如下，請在下階段設計中采納。

圖2 重慶市規(guī)劃局審定橋型方案

1)原則同意雅灰色拱形(彩帶形)方案;2)繼續(xù)深化方案，應使方案具備工程可實施性;3)完善交通組織，注意橋頭接線問題;4)盡快完成管網(wǎng)綜合設計方案報我局審批。

由圖2可以看出，規(guī)劃審批方案無論是引橋主梁亦或是大橋主拱箱均為橢圓形的結(jié)構(gòu)方案，而上述的規(guī)劃審批意見第2條中已經(jīng)明示“繼續(xù)深化方案，應使方案具備工程可實施性”，由此可見，在規(guī)劃意見中，已經(jīng)考慮了圖2中規(guī)劃審批方案缺乏工程可實施性，故要求對圖2方案作進一步的深化，以使其具備工程可實施性。

此外，縱觀國內(nèi)外已建和在建的鋼拱橋?qū)嵗?，尚未有一座鋼拱橋的梁、拱截面能做成如圖2所示的橢圓形截面。究其原因，排除結(jié)構(gòu)受力方面的限制因素外，僅就主拱圈而言，因其每一個截面都在發(fā)生變化，且其變化不具備規(guī)律性，故制作如規(guī)劃審批方案那樣的主拱箱對于實際工程而言是不現(xiàn)實的;同時，規(guī)劃方案主梁截面采用南北兩岸大、跨中小的變截面圓弧形鋼箱梁，因構(gòu)件過大，其工程制作和施工安裝亦不可能，故規(guī)劃審批方案對于實際工程建設而言根本無法實施，所以該方案只能是一個意念性的橋型設計方案。

3 施工圖橋型方案

根據(jù)水利部長江水利委員會在《關(guān)于重慶市北碚區(qū)朝陽二橋工程渉河建設方案的批復》(長許可[2008]174號，2008.12.18)中對朝陽復建橋的如下批復:“一、同意重慶市北碚區(qū)交通局在嘉陵江北碚河段觀音峽峽口已建朝陽公路大橋上游180.00 m處，跨越嘉陵江建設北碚區(qū)朝陽二橋工程。二、同意《重慶市北碚區(qū)朝陽二橋工程涉河建設方案》提出的擬建大橋工程平面位置方案和橋型結(jié)構(gòu)設計方案。擬建大橋主跨控制點坐標(1954年北京坐標系)為:P1 號主拱墩:X=3 300 984.918，Y=35 639 760.043;P2號主拱墩:X=3 301 173.588，Y=35 639 958.738?！苯Y(jié)合市規(guī)劃局《建設工程設計方案審查意見書》(渝規(guī)建審[2008]碚市政字第0021號)(2008.12.26)，設計單位針對規(guī)劃審定方案對橋型做了反復的優(yōu)化設計，但終因朝陽復建橋P1，P2號主拱墩坐標位置已被明確限定，大橋主體跨徑?jīng)]有調(diào)整的余地，而兩岸橋臺位置受到兩岸國、省干線通行的制約，沒有后展的空間，在反復比選的基礎(chǔ)上，最終形成了鋼筋混凝土岸坡防護帶+56.5 m(鋼疊合梁)+274 m(鋼箱拱)+45.5 m(鋼疊合梁)+鋼筋混凝土岸坡防護帶的施工圖橋型方案。

2009年1月4日，深化后的設計方案通過了初步設計審查，并經(jīng)重慶市公路局批復后開展施工圖設計;2009年2月24日，朝陽復建橋施工圖設計文件通過北碚交通局組織的專家審查。

施工圖橋型與規(guī)劃橋型的主要不同點在于主拱肋的截面形式，主橋及引橋主梁截面形式和材質(zhì)。

施工圖中大橋主拱肋采用箱形截面，尺寸從拱頂?shù)焦澳_由2.4 m ×3.5 m 漸變?yōu)?2.4 m ×9.1 m;而規(guī)劃橋型主拱肋為橢圓形截面。施工圖中主橋主梁采用鋼橫梁搭載空心板并外掛裝飾板，引橋采用鋼疊合梁;而規(guī)劃方案采用南北兩岸大、跨中小的變截面圓弧形鋼箱梁。

若要實現(xiàn)規(guī)劃方案大橋主梁“南北兩岸大、跨中小的變截面圓弧形箱梁”的景觀效果，就需要對兩岸鋼疊合梁增設裝飾板，但這樣一來，將存在如下問題:如果對兩岸鋼疊合梁端直接增設裝飾板，將會對側(cè)面的高強螺栓形成遮蓋，不利于大橋后期的管理、監(jiān)控與維護;若在疊合梁端增設懸挑板后外掛裝飾板，則對成橋后的荷載分配不利;此外，增設的裝飾板稍顯單調(diào)，對提高大橋的整體景觀效果意義不大。

但就景觀效果而言，由于施工圖主梁采用了外掛弧形裝飾板的方法，消除了主橋鋼橫梁端頭突出對景觀的影響;而兩岸引橋鋼疊合梁采用鋼縱梁和鋼橫梁由高強螺栓直接栓拼，其橫梁寬度和橋面系一致，栓接后，形成的方格網(wǎng)錯落有致，從橋側(cè)看，景觀效果良好，如圖3所示。

圖3 北碚岸引橋鋼疊合梁實景效果

4 竣工橋型與施工圖設計橋型的不同點

大橋在建設過程中，由于施工現(xiàn)場地形條件的制約，對大橋的局部結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化變更，因而竣工橋型與施工圖設計橋型有所差異，主要體現(xiàn)在大橋拱座后的飄帶上，施工圖設計橋型為有飄帶橋型，竣工橋型沒有飄帶，如圖4所示。

4.1 飄帶變更原因

施工現(xiàn)場大橋南北兩岸庫岸地形、地貌如圖5所示。

由圖5可以看出，若按施工圖設計文件施工飄帶，將存在如下問題:

1)按照施工圖設計文件施工景觀飄帶，需挖除兩岸上下游大量岸坡，否則景觀飄帶將大部分嵌入原岸坡山體之中，從側(cè)面看，原岸坡山體將對大部分飄帶形成遮擋，施工完成后景觀效果不明顯，但挖除兩岸岸坡，將對庫岸山體穩(wěn)定及生態(tài)環(huán)境有較大影響，同時還需征得水利部長江委員會同意。

2)大橋主體結(jié)構(gòu)(兩岸橋臺)占據(jù)了原設計飄帶部分位置，若按原設計施工飄帶，需對兩岸岸坡山體進行開挖，由于兩岸山體卸荷裂隙發(fā)育，地質(zhì)條件復雜，大規(guī)模的岸坡山體開挖將直接影響大橋主體結(jié)構(gòu)安全和兩岸國、省干線的安全通行。

圖4 變更前后大橋飄帶方案圖

圖5 P1，P2號主拱墩位置及岸坡地貌

3)施工圖設計中大部分飄帶處于設計洪水位(208.00 m)以下，由于兩岸飄帶截面尺寸較大(大橋兩岸上下游四個飄帶的高度和寬度均由(7.0 m，3.22 m)沿截面方向漸變?yōu)?0 m，1.93 m))，對行洪有較大影響，且易在上、下游飄帶之間淤積大量泥沙，不利于庫岸的安全行洪。

綜上所述，由于施工飄帶將危及到國、省干線的路基安全、山體的穩(wěn)定、對行洪的妨礙和對環(huán)境的影響等，所以經(jīng)參建各方審議，決定不實施飄帶。

4.2 飄帶變更依據(jù)

1)在重慶市公路工程質(zhì)量檢測中心出具的編號為QS[2011]橋梁(WT)JD第3號檢測(驗)報告中提出以下要求:“由于兩岸拱座施工時未滿槽澆筑混凝土，導致拱座后端與基巖面之間留有較大縫隙，建議對其有效處置”。

2)在重慶市北碚區(qū)朝陽復建橋建設工程交工驗收的會議紀要中提出以下要求:“拱座后的飄帶問題，應結(jié)合現(xiàn)場實際情況盡快實施”。

針對以上兩條要求，參建各方多次察看現(xiàn)場，進行了深入的研究，決定原景觀飄帶改為拱座后方與原山體間裂隙填充C30片石混凝土，拱座后方凸石清理，北碚岸拱座后方邊坡防護處理，從而形成大橋竣工飄帶方案。飄帶變更前后的工程量對比如表1所示。

5 結(jié)語

朝陽復建橋作為重慶市的重點工程建設項目，其取代曾有“亞洲第一吊橋”美譽的老朝陽公路大橋的功能定位和滿足城市景觀且與橋位自然地理環(huán)境相融合的景觀建設理念，使得橋型方案在工程建設初期經(jīng)過了重慶市相關(guān)部門的反復比選和審定。

表1 飄帶變更前后工程數(shù)量對比表

本文結(jié)合大橋建設過程的實際情況，從規(guī)劃審定方案、施工圖設計方案和竣工橋型等方面展開論述，重點對大橋上述三個階段的方案差異進行了對比和分析，分析結(jié)果表明:優(yōu)化后的施工圖橋型不僅符合規(guī)劃審定方案的橋型要求，而且也滿足了城市景觀和自然環(huán)境的要求;竣工橋型因地制宜對施工圖方案進行了局部優(yōu)化，既保證了大橋的景觀效果，又節(jié)省了工程投資。

[1] 重慶市北碚區(qū)朝陽復建橋兩階段施工圖設計文件[Z].2009.

[2] 曹正洲，馮玉濤.重慶朝陽復建橋纜、扣塔一體化研究[J].公路，2010(7):5-8.

[3] 曹正洲，馮玉濤.大跨徑鋼箱提籃拱空間穩(wěn)定性分析[J].橋梁建設，2011(2):43-47.