石牌汉江公路桥桥位选择研究

黄功伟

（湖北省交通规划设计院，湖北武汉 430051）



石牌汉江公路桥桥位选择研究

黄功伟

（湖北省交通规划设计院，湖北武汉 430051）

摘要：石牌汉江公路桥对促进汉江经济带协同发展有着重要的意义，是荆门市干线公路网“横三”中的关键节点。文中根据桥位选择控制因素，从城镇规划、通航要求、河床演变等方面，结合桥梁建设条件，综合多种因素，确定了石牌汉江公路桥桥位。

关键词：桥梁；桥位；控制因素；城镇规划；通航要求；河床演变；建设条件

石牌汉江公路桥是湖北省荆门市内连接汉江两岸的重要通道，串联起汉江两岸S439和S340，组成荆门市干线公路网“横三”，满足了汉江两岸居民便捷出行的需求，对提升荆门市汉江经济带具有强力的推动作用。

石牌汉江公路桥西连钟祥市石牌镇，东接钟祥市柴湖镇，其区域内有沪蓉（上海—成都））高速公路连接，主要满足国境交通及长途运输。高速公路需要收费通行，汉江两岸集镇通行绕行较远，难以满足区域交通快速通达，无法满足行人、非机动车及集镇间车辆通行，严重影响两岸协同发展，从长远发展看，宜新建汉江大桥。

1　桥位选择控制因素

根据文献［1］～［4］，桥位选择应遵守满足功能需要、降低工程造价的原则，主要考虑的因素有：

（1）符合城镇规划，满足两岸政治、国防、经济、交通需要。

（2）符合路线整体走向，桥位节点能与路线平顺连接。

（3）满足通航要求，减少桥梁对通航的影响。

（4）综合考虑河道的现状、河势、防洪及河道整治对桥梁的要求，尽可能选在河道顺直、水流稳定、滩地较窄较高、河槽较深且能通过大部分设计流量的河段上，避免选在河岔、浅滩、弯道、港口、船舶锚地、大型厂矿等河段。

（5）工程地质和水文地质条件相对较好，区域地质较稳定，避免选在岩层有断层、溶洞、石膏、侵蚀性盐类的河段。

（6）桥梁两岸建设条件良好，江面相对较窄，桥梁长度尽量短，缩小工程规模，降低工程造价。

2　控制因素分析

根据《湖北省省道网规划纲要（2011—2030年）》，将荆门市X001东宝区至石牌镇段升级为S439；结合《荆门市“十三五”综合交通运输发展规划》干线公路规划方案，将S439通过石牌汉江公路桥与对岸穿过柴湖镇的S340组成“横三”，形成荆门市“五横四纵一环”的干线公路网。石牌汉江公路桥需满足S439、S340的走向要求，同时满足石牌镇、柴湖镇经济协同发展的功能需要。下面着重从城镇规划、汉江通航要求、河床演变三因素分析石牌汉江公路桥桥位选择。

2.1城镇规划

根据《钟祥市石牌镇总体规划（2012—2030）》，石牌镇规划用地范围沿汉江走向为沪蓉高速公路汉江桥至下游3.6 km范围；根据《钟祥市柴湖镇规划（2013—2030）》，柴湖镇规划用地范围沿汉江走向为沪蓉高速公路汉江桥上游1.7 km至下游2.1 km范围。综合省道网规划和荆门市“十三五”综合交通运输发展规划，结合石牌汉江公路桥的功能需求，将石牌汉江公路桥的桥位选择空间控制在沪蓉高速公路汉江桥至下游3.6 km的汉江河道范围内。

根据《钟祥市柴湖镇规划（2013—2030）》的要求，柴湖镇规划取水点位于汉江沪蓉高速公路汉江桥下游3.9 km处。根据《中华人民共和国水污染防治法》，一般河流水源地，一级保护区水域长度为取水口上游不小于1 000 m、下游不小于100 m范围内的河道水域；在水源保护区范围内尽量不建设可能会污染水源的建筑物。综合城镇用地规划和水源地保护要求，石牌汉江公路桥桥位选择范围为沪蓉高速公路汉江桥至其下游2.9 km范围。

结合《钟祥市石牌镇总体规划（2012—2030）》中的路网规划，拟将石牌汉江公路桥接入石牌镇规划路网，再与S439路线连接；石牌镇路网通往汉江的主要道路有4条，距离沪蓉高速公路汉江桥的间距分别为720、1 260、2 000、2 700 m，其中间距为720 m的道路连接石牌港综合码头，故将其他3条道路对应的位置设置桥位，并进行桥位合理性论证。为方便论证，对其命名为A桥位、AL桥位、L桥位（如图1所示）。

图1　3个桥位示意图

2.2通航要求

现状汉江为Ⅳ（2）级航道，根据《湖北省内河航运发展规划（2002—2020）》，汉江蔡甸—丹江口段将由Ⅳ级航道升级为Ⅲ级航道，石牌段汉江航道规划标准为Ⅲ（2）级，设计船型尺度为67.5 m×10.8 m ×2.0 m（长×宽×设计吃水），设计船队尺度为167 m×21.6 m×2.0 m（长×宽×设计吃水）。

根据GB 50139-2014《内河通航标准》，水上过河建筑物与码头、船台滑道、取排水口等临河建筑物和锚地的间距应满足船舶航行、作业和建筑物运行的安全要求，经论证研究确定。水上过河建筑物与码头的间距，水上过河建筑物在下游时不得小于码头设计船型长度的4倍，在上游时不得小于码头设计船型长度的2倍。石牌港综合码头范围为沪蓉高速公路汉江桥下游430～830 m，结合石牌港综合码头通航要求，码头上游135 m～下游270 m范围内不宜建设汉江桥。因此，桥位只能在沪蓉高速公路汉江桥下游1 100～2 900 m的范围内选择。

根据GB 50139-2014《内河通航标准》，两座相邻水上过河建筑物的轴线间距，Ⅰ～Ⅴ级航道应大于代表船队长度与代表船队下行5 min航程之和。根据通航经验，设汉江通航船队下行速度为6 m/s，计算得到沪蓉高速公路汉江桥与石牌汉江公路桥之间的最小间距为1 967 m，A桥位不能满足通航对相邻两座桥梁最小间距的要求，AL桥位、L桥位满足要求。

纵观国内外，相邻两座桥梁最小间距不满足通航要求的案例很多，如德国摩泽尔河科布仑茨航运至莱茵河口1 902 m河段有3组桥梁；长江宜宾段戎州大桥、南门大桥、金沙江大桥、中坝大桥之间的间距分别为0.7、0.8、0.5 km；重庆菜园坝长江大桥与重庆长江大桥之间的间距为1.1 km。文献［6］认为：可通过加大跨距或选择一个主跨跨越通航水域宽度形式解决相邻桥梁对通航的影响。A桥位通过采用合理的桥跨形式，可满足通航要求。也就是说A、AL、L 3个桥位都能满足汉江通航要求。

2.3河床演变

根据对汉江石牌段河床的跟踪调查分析，该段属于丘陵区，地形地貌上表现为边坡较缓、河谷切割深度不大。河道水平面高程为38.65 m，河床高为34.55 m。根据钻孔揭露和原位测试及土工试验资料，该段勘探深度范围内的地层地质相近，主要为：1）粉土层。灰褐色，湿，松散，含少量云母碎片，层厚3.00 m。2）粉质黏土层。灰褐色，可塑，稍湿，含少量铁锰质氧化物，层厚7.70 m。3）细砂层。灰褐色、青灰色，松散，饱和，主要成分为石英长石，见云母碎片，层厚5.40～9.00 m。

从河势图（如图2所示）可知：沪蓉高速公路汉江桥至下游1.4 km范围内河道深水槽位置相对不变，汉江桥下游1.4～3.0 km河道深水槽位置变动大，右侧河床冲刷严重，河道深水槽位置由左侧向右侧转移。

图2　汉江石牌段河势图

从石牌段纵断面跌合图（如图3所示）可知：沪蓉高速公路汉江桥下游1.1～1.5 km及2.2～2.7 km范围内河床深度变化不大，江底地质相对稳定。

图3　汉江石牌段纵断面跌合图

受兴隆枢纽蓄水顶托的影响，石牌段水流流速减缓，水流挟沙能力减弱，泥沙普遍落淤。从石牌段冲淤图（如图4所示）可以看出：石牌河段深槽整体有所淤积，沪蓉高速公路汉江桥至下游1.4 km范围内冲淤相对稳定，汉江桥下游1.4～3.0 km河床冲刷明显。

综合分析汉江石牌河段演变、河床平面变化、纵向变化及冲积变化情况，该河段沪蓉高公路汉江桥下游1.1～1.5 km范围内河床深槽、地质相对稳定，河道冲淤相对平衡，有建设汉江特大桥的条件。就河床演变而言，综合分析3个桥位的建设条件，A桥位建设条件较优。

图4　汉江石牌段深槽淤积图

3　桥梁建设条件

A桥位在石牌镇能与S439路线平顺连接；AL桥位需避让石牌镇文物保护核心区，难以平顺接入S439路线，对石牌镇影响较大；L桥位可沿石牌镇规划用地外围平顺连接S439路线。3个桥位建设条件对比如表1所示。

经多方面比选，A桥位能满足汉江两岸城镇协同发展的功能需求，汉江河床稳定具有良好的建设条件，桥梁规模小，造价低，明显优于AL桥位、L桥位的建设条件。因此，推荐采用A桥位方案。

表1　3个桥位建设条件对比

4　结语

桥位选择是桥梁设计的关键，必须大范围内对桥位各影响因素进行全面综合分析，才能选出经济、合理的桥位方案。该文通过对国内外桥位选择方法的研究，总结了桥位选择的控制因素，结合石牌汉江公路桥桥位选择工程情况，对桥位选择进行了详细阐述，确定石牌汉江公路桥桥位为A桥位。

参考文献：

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中图分类号：U442.4

文献标志码：A

文章编号：1671-2668（2016）03-0215-03

收稿日期：2016-01-20