導(dǎo)語：深中通道項目橋梁設(shè)計方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：深中通道地處粵港澳大灣區(qū)核心位置，跨越珠江口伶仃洋水域連接起深圳、廣州和中山，是一座集“隧、島、橋、水下樞紐互通”于一體的世界級跨海交通基礎(chǔ)設(shè)施工程。項目橋梁工程規(guī)模宏大、建設(shè)條件復(fù)雜、結(jié)構(gòu)物類型眾多、技術(shù)難度高，同時國內(nèi)外鮮有成熟案例可供參考，因此建設(shè)難度很大。為實現(xiàn)高標準建設(shè)，使其成為屹立于大灣區(qū)口門的平安百年品質(zhì)工程，需在源頭即設(shè)計層面進行把控，通過深度理解項目建設(shè)條件和品質(zhì)要求，梳理項目的重難點并提出有針對性的解決方案，最終獲得高質(zhì)量的設(shè)計成果，為后續(xù)高品質(zhì)的工程項目建設(shè)實施打好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：深中通道；橋梁工程；海中懸索橋；斜拉橋

深中通道的橋梁工程全長約17．034km，規(guī)模宏大，包括伶仃洋大橋、中山大橋、泄洪區(qū)非通航孔橋、淺灘區(qū)非通航孔橋和陸域引橋，涵蓋超大跨徑懸索橋、大跨徑斜拉橋、大型鋼梁連續(xù)梁橋和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以及小箱梁橋等眾多類型結(jié)構(gòu)物，技術(shù)難度大。橋址區(qū)受到航空限高、海事通航、水利防洪、環(huán)保、臺風(fēng)、潮汐和不均勻地質(zhì)等諸多條件制約，建設(shè)條件復(fù)雜。項目地處粵港澳大灣區(qū)核心位置，是跨越珠江口的戰(zhàn)略性通道，同時也是跨海超級工程，社會關(guān)注度高，橋梁工程又是項目建設(shè)的亮點和看點，需要高標準地開展建設(shè)，因此該項目橋梁工程的建設(shè)面臨很大挑戰(zhàn)。為了從源頭上控制好項目品質(zhì)，該項目在建設(shè)前期嚴謹、審慎地開展了橋型方案研究比選和設(shè)計工作，為項目后續(xù)的建設(shè)實施打下了堅實的基礎(chǔ)。

1建設(shè)條件

全橋跨越了珠江口多條高等級主航道及主要泄洪通道，同時受到深圳機場航空限高影響，建設(shè)條件復(fù)雜。橋位處最大海水深度約12m，同時西側(cè)存在長距離的淺灘區(qū)，水深僅1～2m，受半日潮影響（平均潮差為0．85～1．70m），潮退灘露。淺灘區(qū)臨近南沙濕地自然保護區(qū)，環(huán)保要求高。此外，橋位處于臺風(fēng)影響區(qū)，正面襲擊熱帶氣旋年平均有23個，最大中心風(fēng)速曾達40m／s，影響時段每年可達5個月（6—10月）之久。橋位區(qū)軟土分布范圍廣、厚度大，淤泥層普遍厚達20～30m，穩(wěn)定性極差。場區(qū)基巖主要為花崗巖及花崗閃長巖，巖面東高西低，風(fēng)化差異顯著，風(fēng)化層厚度大，且厚薄不均，地基均勻性總體較差，屬抗震不利地段。

2橋梁設(shè)計方案

2．1伶仃洋大橋

（1）總體布置及結(jié)構(gòu)體系。伶仃洋大橋跨徑布置為（500＋1666＋500）m，矢跨比為1／9．65，主纜橫向間距為42．1m。采用三跨吊全漂浮體系懸索橋，在主塔處設(shè)橫向抗風(fēng)支座、縱向限位阻尼、過渡墩處設(shè)置豎向支座、橫向抗風(fēng)支座。伶仃洋大橋主橋立面圖如圖1所示。（2）加勁梁采用流線形整體鋼箱，梁高4m、寬49．7m，采用實腹式橫隔板，間距為3．2m。橋面板重車道處厚18mm，其余厚16mm。標準橫斷面圖如圖2所示。箱梁外側(cè)設(shè)置風(fēng)嘴及水平穩(wěn)定板，以滿足顫振穩(wěn)定性要求，同時避免渦振振動風(fēng)險。（3）索塔采用門式塔造形，基礎(chǔ)采用56根D3．0m鉆孔灌注樁，按嵌巖樁設(shè)計。承臺采用分體圓形，厚8m，通過下橫梁連接成整體，以增強抗船撞性能。受航空限高（275m）制約，塔頂高程設(shè)為270m。塔柱采用八角形截面，形成晶體切面的建筑外形，視覺上簡潔、現(xiàn)代。沿塔高方向依次設(shè)置了上、中、下3道橫梁，尺寸逐級增大，形成向上收分的穩(wěn)定感。橫梁采用領(lǐng)結(jié)形設(shè)計，使得塔柱風(fēng)格和諧統(tǒng)一。上、中橫梁均為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，下橫梁按普通鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計，設(shè)部分預(yù)應(yīng)力作為儲備。塔冠為主索鞍鞍室和塔頂橫向平臺，采用不銹鋼結(jié)構(gòu)，鞍罩與通道分離，橫向平臺可供檢修通行及觀光。（4）錨碇采用分體式錨體，外形設(shè)為晶體切面建筑元素。錨碇基礎(chǔ)采用直徑65m的8字形地連墻基礎(chǔ)，墻厚1．5m，嵌入中風(fēng)化巖層中不小于5m。設(shè)計推薦采用鋼管樁和鋼板樁結(jié)構(gòu)圓形筑島，筑島直徑150m。東錨淤泥層厚8．3～12．3m，西錨淤泥層厚14．1～15．5m，采用水泥攪拌樁進行地基處理。錨碇基坑外采用拋石護堤防護。（5）主纜設(shè)計采用預(yù)制平行鋼絲索股（PPWS），吊索采用鍍鋅鋼絲繩，梁端限位拉索采用平行鋼絲拉索。主索鞍為常規(guī)鞍體結(jié)構(gòu)，散索鞍采用擺軸式結(jié)構(gòu)，都采用鑄焊結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，鞍槽用鑄鋼鑄造，底座由鋼板焊成。鑄鋼件采用ZG340－550H高強材質(zhì)。主纜采用多股成品索錨固系統(tǒng)錨固。

2．2中山大橋

（1）總體布置及結(jié)構(gòu)體系。中山大橋采用整幅式鋼箱斜拉橋方案，跨徑組成為（110＋185＋580＋185＋110）m，邊中跨比為0．509，采用半漂浮結(jié)構(gòu)體系。邊跨設(shè)置輔助墩，大橋的立面布置見圖3。（2）加勁梁采用流線形扁平鋼箱梁，梁高4m，采用雙邊腹板構(gòu)造，與H形塔索面布置對應(yīng)。箱內(nèi)采用桁架式橫隔板，不設(shè)縱隔板，截面用料省，通透性好，方便后期檢查維護。梁段標準長度18m，最大吊重約501t，采用橋面吊機安裝。梁段間工地接縫除頂板U肋采用高強度螺栓連接外，其余均采用焊接。中山大橋主梁標準橫斷面圖見圖4。（3）索塔采用門式塔造形，與伶仃洋大橋主塔外形風(fēng)格保持一致，形成前后呼應(yīng)、和而不同的姊妹橋格局。基礎(chǔ)采用28根D3m鉆孔灌注樁，按嵌巖樁設(shè)計。（4）斜拉索采用7高強鍍鋅鋼絲束斜拉索，標準強度為1960MPa。斜拉索在主塔上的錨固采用鋼錨梁錨固，傳力明確，同時有效加快塔柱施工進度，后期便于維護檢查、換索。拉索橫向間距為41．5m，東、西主塔每側(cè)各有15對斜拉索，梁上索距為18m。斜拉索在主梁上采用錨拉板形式錨固，傳力途徑明確，構(gòu)造簡單，后期方便檢查維護。

2．3非通航孔橋及陸域引橋

（1）泄洪區(qū)非通航孔橋上部結(jié)構(gòu)主梁采用分幅式單箱三室鋼箱梁，梁高4m，頂板寬20m，底板寬9．5m。鋼梁邊跨跨中、次邊墩和中墩墩頂?shù)装寮凹觿爬?、次邊墩和中墩墩頂中腹板及加勁肋采用Q420D，其余部位采用Q345D。鋼箱梁整體在工廠預(yù)制，通過船機設(shè)備運至現(xiàn)場并架設(shè)。首節(jié)鋼箱梁長133．5m、重約1500t。下部結(jié)構(gòu)采用整體式大挑臂T形墩，蓋梁長30m、高5m；墩身截面為六邊形，寬為8～12．2m、厚為4m；承臺為10．5m×16．5m×5m（縱×橫×豎），配6根2．5m樁。（2）淺灘區(qū)非通航孔橋上部結(jié)構(gòu)主梁采用分幅式單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，梁高3．5m，頂板寬20m，底板寬9．578m，懸臂長3．5m。受運架設(shè)備吊重及吊具幾何參數(shù)限制，在萬頃沙互通影響區(qū)部分變寬劇烈的主梁采用了鋼箱梁方案，共18片。箱梁在岸上預(yù)制廠整孔預(yù)制，通過船機設(shè)備運至現(xiàn)場，整孔吊裝就位，再進行先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換。橋墩與泄洪區(qū)非通航孔橋的建筑外形風(fēng)格一致，蓋梁頂寬33m、高6m。墩寬9．2～10．6m，厚4m；承臺為17m×10．75m×4．5m（縱×橫×豎），配6根D2．5m樁。（3）陸域引橋陸域引橋全長1600m，分幅布置，部分區(qū)段受橫門互通影響，單幅橋面寬度為16．25～34．65m。引橋跨徑為40m，采用預(yù)制混凝土小箱梁（梁高2．2m），先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)。橋墩采用大挑臂墩，基礎(chǔ)采用D1．8m、D1．5m的鉆孔灌注群樁基礎(chǔ)。

3主要技術(shù)難點

項目橋梁工程技術(shù)難點主要集中在伶仃洋大橋和非通航孔橋。

3．1伶仃洋大橋

（1）大橋位于珠江口伶仃洋開口水域，屬于超強臺風(fēng)頻發(fā)區(qū)，跨徑超大、橋面超高，抗風(fēng)安全問題突出，主梁抗風(fēng)斷面選型是設(shè)計的難點。通過組織多家權(quán)威機構(gòu)平行開展風(fēng)洞模型試驗，反復(fù)比選主梁氣動外形和氣動措施，最終提出了“整體鋼箱梁＋水平導(dǎo)流板＋上下穩(wěn)定板＋高透風(fēng)率欄桿”組合的新型氣動控制技術(shù)，將1500m以上超大跨徑寬幅式整體鋼箱的顫振臨界風(fēng)速提升至88m／s，極大地拓展了該類梁型的使用范圍。（2）西塔處于風(fēng)化深槽上，需要穿越60～80m的斷裂破碎帶，樁長達到了108～136m，對于實施階段鉆孔成樁提出了挑戰(zhàn)，實際施工時需要通過精細化的鉆孔工藝和優(yōu)質(zhì)的護壁泥漿來確保成樁質(zhì)量。（3）由于主橋是全離岸結(jié)構(gòu)，兩個大型錨碇處于海中，考慮潮汐影響水深達到6～8m，海床面以下存在15m以上厚度的淤泥層，地質(zhì)條件復(fù)雜。為實現(xiàn)錨碇地連墻基礎(chǔ)的實施條件，設(shè)計提出了鋼管－鋼板樁圍堰筑島方案。在深層軟基上確保圍堰結(jié)構(gòu)及島體的穩(wěn)定具有一定挑戰(zhàn)，后續(xù)施工主要以施工監(jiān)控為抓手，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)來把控施工節(jié)奏，確保施工全過程風(fēng)險可控。（4）懸索橋主纜防腐是世界性難題，考慮到該項目處于高溫高濕的亞熱帶地區(qū)，同時在路網(wǎng)中具有重要性，需高度重視。從國際技術(shù)發(fā)展動態(tài)來看，主要是提高主纜鋼絲自身的防腐性，如采用大直徑高強主纜鋼絲等。

3．2非通航孔橋

（1）泄洪區(qū)非通航孔橋受防洪要求制約，承臺需要埋入海床。在臨近西人工島區(qū)段，平均水深為10m以上，最大水深13．5m，如何順利實現(xiàn)水下基坑開挖、止水、承臺鋼筋網(wǎng)綁扎及混凝土澆筑等面臨很大挑戰(zhàn)。后續(xù)施工主要通過打設(shè)加強剛度的帽形鋼板樁來形成止水圍堰，圍堰內(nèi)設(shè)置圍檁及水平撐來共同抵抗水壓力。（2）與伶仃洋大橋兩端對接的四孔泄洪區(qū)非通航孔橋橋面標高較高（最高近70m），由于受到錨碇筑島、主纜位置的限制，無法使用船機設(shè)備架梁，只能采用支架架梁。考慮到此處還存在15m以上厚度的淤泥層，為確保高空支架的安全性需加強施工監(jiān)測。（3）淺灘區(qū)非通航孔橋部分區(qū)段水深較淺，平均水深1m左右，受半日潮影響，多數(shù)時間潮退灘露，船機設(shè)備很難駛?cè)?，棧橋、施工平臺等臨時工程的建設(shè)有一定難度。后續(xù)施工主要是選擇水深條件較好的位置搭設(shè)起始棧橋和物料碼頭，主要通過釣魚法在已搭設(shè)的棧橋上逐步推進架設(shè)。（4）萬頃沙互通立交的匝道下穿主線橋，工作面在空間上存在交織，由于都是水上作業(yè)且工期較緊，架梁船機設(shè)備的使用與下部結(jié)構(gòu)施工存在矛盾。施工時需要通過良好的工序銜接來解決上述難題。

4結(jié)語

截至2020年年底，橋梁下部結(jié)構(gòu)大部分已出水，水中棧橋及錨碇圍堰成功抵御了2018年超強臺風(fēng)“山竹”的正面襲擊，西塔超長樁基均順利成樁，東西錨碇基礎(chǔ)均已完成基坑開挖，非通航孔橋深水埋置式承臺完成過半，新型主纜鋼絲已通過800t小批量試生產(chǎn)鑒定，伶仃洋大橋鋼箱梁已準備制造，等。上述成果的取得正是建設(shè)前期的精心準備和細致策劃的成果，由于設(shè)計成果針對難點問題均提出了詳細、明確的解決方案，因此確保設(shè)計方案具備可實施性，同時安全風(fēng)險、工期可控，造價合理，這些扎實的研究成果在為該項目建設(shè)保健護航的同時也可為未來類似項目的前期策劃提供有價值的參考。

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作者：吳玲正 單位：廣東省公路建設(shè)有限公司