朱玮玮，孔庆伟，侯宁
(上海市政交通设计研究院有限公司，上海200030)
摘要：快速路高架的跨湖桥与一般道路的跨湖桥，两者的建设出发点不同，设计的侧重点及考虑因素亦各有偏重。以武汉市墨水湖北路西段高架桥跨龙阳湖段设计为例，从道路交通、桥面雨水汇集、桥梁景观、施工方案等4个方面进行综合分析，分别从各专业设计的角度以“跨湖段高架桥”为出发点，在设计过程中统筹考虑高架桥的使用功能和景观效果这两大冈素，整理设计思路，提醒注意事项并介绍相关设计技巧，以供广大同行参考和借鉴。
关键词：跨湖段高架桥；桥梁景观；桥面雨水排放；跨湖桥梁施工
中图分类号：U448.28文章编号：1004-4655( 2016) 02-0018-03
墨水湖北路西段，是武汉市“三环十三射”快速路网中的一条放射线，也是二环线（墨水湖北路东段）的西延伸，直至西三环。工程地理位置如图1所示。武汉市内大大小小湖泊约38处，东湖、墨水湖、月湖、沙湖等等。城市快速路网的建设，不可避免的与这些湖泊产生关联。
本工程位于龙阳湖东北岸处，岸边为扁担山，为武汉市重要的公墓地址。三者相对关系如图2所示。跨湖段高架总长980 m，本文就长距离跨湖高架桥的特点进行重点分析，从道路交通、桥梁、桥面排水以及水上桥梁施工等多个角度阐释这一类桥梁的设计特点和注意事项。
1道路交通设计
1)线形设计。对于如此长距离的跨湖桥，线形设计必须考虑其横卧湖上的整体气势。为了营造桥梁依山傍水、蜿蜒前行的景观效果，设计时优化原有直线线形，湖内线形改用E形曲线和S形曲线，提升桥梁的壮美效果。
2)跨湖段交通组织设计。本工程一般路段为“主线高架+地面辅道”敷设方式，主线高架为双向6车道，地面辅道为双向4车道，断面布置如图3所示。然而跨湖段横断面设计有其特殊性，主要面临以下2个问题：一是否需要设置地面辅道桥？二是否需要设置人非通道？
(1)设计未设置地面辅道桥，两侧辅道交通通过驶入驶出主线实现跨湖，交通组织如图4所示。究其原因主要：跨湖桥两侧无到发交通，无需设置辅道；因长度约1 km，出人口长度满足规范要求。具备两端辅道交通驶入驶出主线桥梁的条件。
(2)主线两侧未设置人非通道。因工程紧邻北侧湖岸，人非通道可通过岸边道路实现，且不会产生较大绕行（如图4中的扁担山联络道）。需补充说明的是，若遇其他工程，跨湖桥桥位距离岸边较远，则建议跨湖桥设置人非通道，并于桥头设置上下桥的坡（梯）道。
最终跨湖段横断面均不设置地面辅道桥和人非通道，断面布置如图5所示。
3)跨湖段纵断面设计。与一般的跨河桥不同，长距离跨湖桥除常规的净空要求外，还受到桥面排水和景观要求的限制。本工程纵断面设计主要受以下两大因素控制：一是受扁担山公墓限制，跨湖桥位于其南面，严禁高度过高影响其全貌；对于行驶于高架的车辆，为了减少公墓对驾驶人员视觉和心理影响，也需压低桥面标高。二是根据《武汉市湖泊管理条例》，严禁桥面雨水直接排入湖中，需统一收集至雨水管道经处理后统一排湖。
设计时在满足净空的前提下，整体压低桥面标高，且将最低点调整至龙阳湖东岸（距离岸边约90 m处）。
2跨湖段桥梁景观设计
作为一条长距离的跨湖桥梁，必须考虑其桥梁效果。桥梁景观的确定，应与周边总体环境相协调。工程地处二三环之间，北侧为扁担山公墓。受公墓影响，此处桥梁造型定位以不张杨、不跳跃、线形流畅、简洁现代的形态为主，与龙阳湖自然生态、宁静幽雅的整体气氛和谐一致。
设计对拱桥和连续大箱梁方案进行比选，因本桥地理位置特殊，拱桥设计效果存在以下问题。
1)桥面标高较低，桥梁距水面高度不大，拱罔显扁平，整体效果不佳。
2)桥位沿龙阳湖岸边布置，近端岸边的游人无法看到拱桥的整体形态（太近），也无法透过桥梁看到更宽阔的湖面（遮挡）。
3)本桥两端是高架桥，不同于常规的跨湖桥（两端接地），故拱桥与两端的常规高架桥风格差异较大。
鉴于上述3点因素，设计最终未实施拱桥方案，而是采用连续大箱梁方案。预应力混凝土连续大箱梁结构与主线路段相同的结构形式，桥梁施工工艺成熟，施工方法保持较好的一致性，有效节约成本，具有淡雅宁静的气质与周边环境相匹配。连续大箱梁方案效果图见图6。
3跨湖段桥面排水方案
1)桥面雨水收集方案。前述可知，需将桥面雨水统一收集至雨水管道，经处理后统一排湖。工程约1km桥梁位于湖面，需在桥梁两侧挑臂根部各悬挂1根管径为600 mm的排水管对桥面雨水进行收集。如此大直径的管道悬挂于桥梁外侧，严重影响桥梁景观。为此，设计创新性地提出溢流管道设计方案，即对桥面受污染的初期雨水进行收集和集中排放，随着后段雨量的增大，超出管道容量后自行溢出排人湖内。溢流管设计如图7所示。
因可溢流，溢流管管径无需按照暴雨为10 a一遇标准设计( 600 mm)，而是按照暴雨时期前10 min的流量计算，管径缩小至300 mm，方案经济合理。
2)桥面雨水排出方案。桥面雨水通过管道收集后排至最低点，后接入市政管网。受多种因素限制，本工程跨湖段桥梁最低点位于距离东岸约90m处。如何将雨水从最低点引流至岸边的地下雨水管道是需要考虑的问题。方案一为“吊管方案”，采用悬挂支架方式固定管道，悬挂于桥梁外侧的管道在90 m范围内逐渐由挑臂根部变化至箱梁底部并最终露出，均悬挂支架方式固定管道（见图8）。
但是”吊管方案”管道外露，严重影响桥梁整体景观，故最终予以放弃。推荐“倒虹吸方案”，即将露出箱梁的管道埋置于湖底。设计加大此处管径，采用DN800防腐钢管便于后期倒虹吸清淤和养护，立面布置如图9所示。
4跨湖段桥梁施工方案
水中桥梁施工一直是桥梁施工的重点和难点，传统的围堰大开挖施工方案对水体的破
坏较为严重。在湖泊资源日益紧张的城市，水中桥梁施工必须减少对水体的破坏。工程设计
采用“少支架+贝雷梁”的施工方案（见图1 0、图1 1），以减少跨湖段桥梁施工对湖体的污染。详细方案阐述如下。
1)下部结构施工方案。首先搭设栈桥，栈桥基础采用钢管桩，边打桩边铺设栈桥；栈桥形成后，搭设水中施工平台进行钻孔桩施工；水中墩钻孔桩基础完成后，拔掉影响钢板桩施工的钻孔平台定位桩，同时利用钻孔平台搭设钢板桩存放平台；插打钢板桩围堰对承台进行施工。
钢板桩插打封闭后，清除围堰内土体至承台底面标高，在内侧四周根据所受侧压力设置内支撑，抽水、凿桩头、进行承台的施工。承台施工完成后进行桥墩施工，而后进行上部结构施工。
2)上部结构施工方案。上部结构采用“少支架+贝雷梁”的施工方案。利用钢管桩和贝雷梁搭设水中支架，每两个承台之间增设一处支架。支架采用120%箱梁重进行预压以消除非弹性变形。在支架上分段逐孔立模、绑扎钢筋、浇注混凝土，张拉预应力钢束，以上工序流水作业进行一联梁体施工。需要说明的是，在施工张拉预应力过程中，箱梁自重反力逐步经支架转移到永久墩上，因此支架受力在不断变化，支架设计应控制累计变形。当主梁完全脱离支架后，方可拆除相应支架。施工时可由湖两岸向湖中心推进，一联梁体施工完成后，支架移至下一联，直至全桥梁体施工完成。
5结语
作为快速路组成部分的跨湖高架桥与一般的跨湖（河）桥存在诸多方面的不同，设计时务必纠正思想，切忌惯性思维。就交通组织而言，其为快速路中的一段，是否设置辅道桥，需视桥梁长度综合考虑；其两岸仍为桥梁形式，区别于一般的跨河桥两岸即接地为地面形式。第二，就桥面排水而言，应打破常规对症下药，仅需对初期受污染的雨水进行收集和统一排放，杜绝一刀切造成资源浪费。第三，对于桥梁线型景观、结构外形以及跨径组合的景观效果，应视桥梁所处的大小地理环境综合考虑，切勿一味追求高大上。同时，随着环境保护的加强，水上施工方案也应尽量采用对湖体污染较小的施工方案。本文提供跨湖段高架桥设计时众多的注意事项和设计技巧，也提供景观营造的设计思路，以供同行借鉴。
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