導語：深中通道項目橋梁設計方案一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創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設施工程。項目橋梁工程規模宏大、建設條件復雜、結構物類型眾多、技術難度高，同時國內外鮮有成熟案例可供參考，因此建設難度很大。為實現高標準建設，使其成為屹立于大灣區口門的平安百年品質工程，需在源頭即設計層面進行把控，通過深度理解項目建設條件和品質要求，梳理項目的重難點并提出有針對性的解決方案，最終獲得高質量的設計成果，為后續高品質的工程項目建設實施打好基礎。

關鍵詞：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，規模宏大，包括伶仃洋大橋、中山大橋、泄洪區非通航孔橋、淺灘區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、大型鋼梁連續梁橋和預應力混凝土連續梁橋以及小箱梁橋等眾多類型結構物，技術難度大。橋址區受到航空限高、海事通航、水利防洪、環保、臺風、潮汐和不均勻地質等諸多條件制約，建設條件復雜。項目地處粵港澳大灣區核心位置，是跨越珠江口的戰略性通道，同時也是跨海超級工程，社會關注度高，橋梁工程又是項目建設的亮點和看點，需要高標準地開展建設，因此該項目橋梁工程的建設面臨很大挑戰。為了從源頭上控制好項目品質，該項目在建設前期嚴謹、審慎地開展了橋型方案研究比選和設計工作，為項目后續的建設實施打下了堅實的基礎。

1建設條件

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，建設條件復雜。橋位處最大海水深度約12m，同時西側存在長距離的淺灘區，水深僅1～2m，受半日潮影響（平均潮差為0．85～1．70m），潮退灘露。淺灘區臨近南沙濕地自然保護區，環保要求高。此外，橋位處于臺風影響區，正面襲擊熱帶氣旋年平均有23個，最大中心風速曾達40m／s，影響時段每年可達5個月（6—10月）之久。橋位區軟土分布范圍廣、厚度大，淤泥層普遍厚達20～30m，穩定性極差。場區基巖主要為花崗巖及花崗閃長巖，巖面東高西低，風化差異顯著，風化層厚度大，且厚薄不均，地基均勻性總體較差，屬抗震不利地段。

2橋梁設計方案

2．1伶仃洋大橋

（1）總體布置及結構體系。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，在主塔處設橫向抗風支座、縱向限位阻尼、過渡墩處設置豎向支座、橫向抗風支座。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。箱梁外側設置風嘴及水平穩定板，以滿足顫振穩定性要求，同時避免渦振振動風險。（3）索塔采用門式塔造形，基礎采用56根D3．0m鉆孔灌注樁，按嵌巖樁設計。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、現代。沿塔高方向依次設置了上、中、下3道橫梁，尺寸逐級增大，形成向上收分的穩定感。橫梁采用領結形設計，使得塔柱風格和諧統一。上、中橫梁均為預應力混凝土構件，下橫梁按普通鋼筋混凝土構件設計，設部分預應力作為儲備。塔冠為主索鞍鞍室和塔頂橫向平臺，采用不銹鋼結構，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，外形設為晶體切面建筑元素。錨碇基礎采用直徑65m的8字形地連墻基礎，墻厚1．5m，嵌入中風化巖層中不小于5m。設計推薦采用鋼管樁和鋼板樁結構圓形筑島，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）主纜設計采用預制平行鋼絲索股（PPWS），吊索采用鍍鋅鋼絲繩，梁端限位拉索采用平行鋼絲拉索。主索鞍為常規鞍體結構，散索鞍采用擺軸式結構，都采用鑄焊結合的結構形式，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。主纜采用多股成品索錨固系統錨固。

2．2中山大橋

（1）總體布置及結構體系。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，采用半漂浮結構體系。邊跨設置輔助墩，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，采用雙邊腹板構造，與H形塔索面布置對應。箱內采用桁架式橫隔板，不設縱隔板，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格保持一致，形成前后呼應、和而不同的姊妹橋格局。基礎采用28根D3m鉆孔灌注樁，按嵌巖樁設計。（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）泄洪區非通航孔橋上部結構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、次邊墩和中墩墩頂底板及加勁肋、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制，通過船機設備運至現場并架設。首節鋼箱梁長133．5m、重約1500t。下部結構采用整體式大挑臂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）淺灘區非通航孔橋上部結構主梁采用分幅式單箱雙室預應力混凝土箱梁，梁高3．5m，頂板寬20m，底板寬9．578m，懸臂長3．5m。受運架設備吊重及吊具幾何參數限制，在萬頃沙互通影響區部分變寬劇烈的主梁采用了鋼箱梁方案，共18片。箱梁在岸上預制廠整孔預制，通過船機設備運至現場，整孔吊裝就位，再進行先簡支后結構連續的體系轉換。橋墩與泄洪區非通航孔橋的建筑外形風格一致，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，采用預制混凝土小箱梁（梁高2．2m），先簡支后結構連續。橋墩采用大挑臂墩，基礎采用D1．8m、D1．5m的鉆孔灌注群樁基礎。

3主要技術難點

項目橋梁工程技術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，屬于超強臺風頻發區，跨徑超大、橋面超高，抗風安全問題突出，主梁抗風斷面選型是設計的難點。通過組織多家權威機構平行開展風洞模型試驗，反復比選主梁氣動外形和氣動措施，最終提出了“整體鋼箱梁＋水平導流板＋上下穩定板＋高透風率欄桿”組合的新型氣動控制技術，將1500m以上超大跨徑寬幅式整體鋼箱的顫振臨界風速提升至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，實際施工時需要通過精細化的鉆孔工藝和優質的護壁泥漿來確保成樁質量。（3）由于主橋是全離岸結構，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，地質條件復雜。為實現錨碇地連墻基礎的實施條件，設計提出了鋼管－鋼板樁圍堰筑島方案。在深層軟基上確保圍堰結構及島體的穩定具有一定挑戰，后續施工主要以施工監控為抓手，通過監測數據來把控施工節奏，確保施工全過程風險可控。（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，同時在路網中具有重要性，需高度重視。從國際技術發展動態來看，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。在臨近西人工島區段，平均水深為10m以上，最大水深13．5m，如何順利實現水下基坑開挖、止水、承臺鋼筋網綁扎及混凝土澆筑等面臨很大挑戰。后續施工主要通過打設加強剛度的帽形鋼板樁來形成止水圍堰，圍堰內設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測。（3）淺灘區非通航孔橋部分區段水深較淺，平均水深1m左右，受半日潮影響，多數時間潮退灘露，船機設備很難駛入，棧橋、施工平臺等臨時工程的建設有一定難度。后續施工主要是選擇水深條件較好的位置搭設起始棧橋和物料碼頭，主要通過釣魚法在已搭設的棧橋上逐步推進架設。（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，由于都是水上作業且工期較緊，架梁船機設備的使用與下部結構施工存在矛盾。施工時需要通過良好的工序銜接來解決上述難題。

4結語

截至2020年年底，橋梁下部結構大部分已出水，水中棧橋及錨碇圍堰成功抵御了2018年超強臺風“山竹”的正面襲擊，西塔超長樁基均順利成樁，東西錨碇基礎均已完成基坑開挖，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前期的精心準備和細致策劃的成果，由于設計成果針對難點問題均提出了詳細、明確的解決方案，因此確保設計方案具備可實施性，同時安全風險、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。

參考文獻：

［1］中交公路規劃設計院有限公司．深圳至中山跨江通道橋梁（A合同段）施工圖設計［Z］，2017．

［2］中鐵大橋勘測設計院集團院有限公司．深圳至中山跨江通道橋梁（B合同段）施工圖設計［Z］，2017．

［3］同濟大學，西南交通大學．深圳至中山跨江通道項目伶仃洋大橋抗風性能研究報告［R］，2018．

［4］中交第二航務工程局有限公司．深圳至中山跨江通道項目施工方案關鍵技術專題研究［R］，2015．

［5］中交第二航務工程局有限公司．深中通道工程項目S04合同段錨碇筑島圍堰施工技術方案［Z］，2018．

［6］王璇．深中通道中山大橋總體設計［J］．交通科技，2019（1）．

［7］李榮．雙壁鋼圍堰支撐體系優化設計研究［J］．中外公路，2018（1）．

［8］王志剛，余順新，陳亞莉．橋梁快速建造技術［J］．中外公路，2018（4）．

［9］王會永．雙壁鋼板樁圍堰施工技術與工程運用［J］．中外公路，2019（1）．

［10］陳凱，王曉寧，許波，等．大跨混凝土梁式橋合理化構造研究［J］．中外公路，2019（2）．

作者：吳玲正 單位：廣東省公路建設有限公司