01

工程概況

永寧大橋是溫州瑞安市橫跨飛云江在建規(guī)模最大的橋梁，是溫州市域主中心南北向綜合交通走廊的重要節(jié)點(diǎn)工程，對(duì)推動(dòng)溫瑞一體化具有重大意義（位置如圖1所示）。本項(xiàng)目是浙江省首座集市域鐵路、快速路、一級(jí)公路、慢行系統(tǒng)等多種交通功能于一體的綜合型城市過江通道，也是國內(nèi)最大跨度的公軌兩用多塔剛性懸索橋。項(xiàng)目北起飛云江北岸瑞光大道，南至飛云江南岸緯二路附近，全長3.127公里，跨江段水中正橋長約1.1公里，建安費(fèi)達(dá)30.4億。如圖2所示，跨江段主橋采用雙層橋面布置，上層為雙向六車道快速路及人行道；下層為雙線市域鐵路及雙向四車道一級(jí)公路，同時(shí)下層橋面外側(cè)挑臂設(shè)置非機(jī)動(dòng)車道。永寧大橋充分考慮行人與車輛的各類通行需求，是浙江省首座“三橋合一”的公鐵兩用的多塔剛性懸索橋。

圖1 永寧大橋所在位置

(a) 永寧大橋跨江段具體位置

（b）跨江段橋面結(jié)構(gòu)

圖2 永寧大橋雙層橋面結(jié)構(gòu)

永寧大橋介紹視頻

在永寧大橋項(xiàng)目建設(shè)過程中，課題組結(jié)合工程現(xiàn)場需求，開展相關(guān)工作，主要包括：（1）基于圖像處理的結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測技術(shù)，為頂推過程中臨時(shí)支撐的變形監(jiān)測提供支撐；（2）開發(fā)螺栓松動(dòng)檢測方法，為橋梁大批量螺栓的質(zhì)量檢測提供保障；（3）頂推過程主梁內(nèi)力變形分析，為多點(diǎn)同步頂推施工的精準(zhǔn)調(diào)控提供參考。

02

同類橋型對(duì)比

本項(xiàng)目跨江段水中主橋?yàn)殡p層公鐵兩用鋼桁梁橋，如圖3所示。主橋共5聯(lián)全長1105m，分為航道橋段和非航道橋段。其中航道橋(140+200+260+140)m懸鏈線上加勁連續(xù)鋼桁梁；非航道橋?yàn)?0m、90m、90.4m、94.6m簡支鋼桁梁。同類型彭埠大橋（新錢江二橋）主橋段為(73.4+122+4×240+122+73.4)m公軌兩用多跨懸鏈形上加勁鋼桁梁橋，采用雙層橋面布置，上層通行雙向8車道公路，下層通行雙線地鐵與兩側(cè)各5.5m寬的慢行系統(tǒng)。

圖3 永寧大橋主橋鋼桁梁結(jié)構(gòu)

永寧大橋與彭埠大橋均為公鐵兩用雙層橋梁結(jié)構(gòu)，兼具公路交通與軌道交通功能。兩橋在技術(shù)特征上存在一定差異：在交通功能方面，除軌道和公路交通外，永寧大橋創(chuàng)新性地整合了快速路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三線合一。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，為了實(shí)現(xiàn)三線分離，平順過渡，永寧大橋通過在軌道底部設(shè)置墊高梁實(shí)現(xiàn)引橋段路線分離，而彭埠大橋不墊高，線路平直。作為大跨度跨江橋梁，兩橋在施工工藝上各具特色：永寧大橋運(yùn)用大跨空間頂推技術(shù)，采用“兩岸同步頂推，逐節(jié)拼裝，逐節(jié)頂推到位”的施工工藝；彭埠大橋則運(yùn)用長聯(lián)連續(xù)梁頂推技術(shù)，采用“步履機(jī)+滑塊”的施工工藝，解決了鋼桁梁節(jié)間弦桿不能豎向起頂?shù)膯栴}，提高了頂推效率，保證施工過程的安全。

表1 永寧大橋與同類型彭埠大橋?qū)Ρ缺?/strong>

03

工程創(chuàng)新

（1）三橋合一

“三橋合一”的雙層設(shè)計(jì)是永寧大橋的最大特點(diǎn)，在浙江省內(nèi)屬于首例。永寧大橋在跨江主橋段采用城市快速路、公路和軌道三橋合一的布置方式，上層為城市快速路，下層為公路和軌道，如圖2所示。這種布置方式將多種交通功能布置在一個(gè)橋上，結(jié)構(gòu)形式緊湊，占地規(guī)模小，高效利用橋位資源，節(jié)約用地和建設(shè)成本，主要涉及區(qū)域如圖4所示。

為了實(shí)現(xiàn)三橋合一的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，在兩岸引橋段，公路布置于地面層，落地接入近地交通，城市快速路布置于上層，落地接入遠(yuǎn)地交通，軌道交通布置于下層。如此布置，就要求城市快速路，公路與軌道的縱斷面設(shè)計(jì)線型分離，保持一定高差。

（2）線路分離模式

永寧大橋分離路線布置如圖4所示，其中機(jī)動(dòng)車道最大縱坡為4.95%，軌道交通路線最大縱坡為2.95%，符合表3中《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》、《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》的最大縱坡規(guī)范要求，同時(shí)也兼顧到飛云江，溫州龍灣機(jī)場雙重航道對(duì)大橋的影響。

由于橋梁在兩側(cè)逐漸下行，為了滿足不同線路平順銜接的需求，永寧大橋采用一種公軌同層橋面分離結(jié)構(gòu)。一級(jí)公路過橋后通過4.95%的坡度快速接地，左右兩端分別與宏遠(yuǎn)路和緯36路相連。S3線通過在橋面縱向布置高度逐漸增加的墊高梁，并在墊高梁上布設(shè)鐵路軌道道床，維持緩慢下降坡度接入兩側(cè)引橋。永寧大橋主橋段共5聯(lián)如圖3所示，其中第二聯(lián)和第三聯(lián)高差由混凝土墊層調(diào)整，高度為（200-626）mm，其余聯(lián)高差由混凝土墊高梁調(diào)整，高度為（626-2234）mm。這種增加墊高粱的橋面分離結(jié)構(gòu)有利于縮短公路引橋長度，使公路更快接入近地交通網(wǎng)，方便兩岸近地交通的聯(lián)系。

為了滿足鋼軌和橋面結(jié)構(gòu)溫度變形需求，永寧大橋在Z07墩處（如圖3所示）布置兩組溫軌調(diào)節(jié)器（如圖5所示），裝置主要由固定鋼枕、活動(dòng)鋼枕、剪刀叉組件和支承縱梁組成，左側(cè)連接主橋段右側(cè)連接引橋段。橋面板在溫度變化作用下會(huì)發(fā)生伸縮變形，進(jìn)而帶動(dòng)上部鋼軌產(chǎn)生相應(yīng)變形。該裝置巧妙地利用尖軌之間的相互錯(cuò)動(dòng)來調(diào)節(jié)軌道的熱脹冷縮。當(dāng)軌道因溫度升高而發(fā)生較大伸長變形時(shí)，鋼軌內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力。此時(shí)，裝置中的剪刀叉組件發(fā)揮關(guān)鍵作用，通過提供可靠的支撐來協(xié)調(diào)和釋放鋼軌應(yīng)力，有效防止上部鋼軌因應(yīng)力過大而發(fā)生斷裂，確保軌道結(jié)構(gòu)的完整性和行車安全。該裝置伸縮位移量為±350mm，相比于彭埠大橋的±480mm要小一些。

表2 路線分離模式各交通層最大縱坡限制規(guī)范對(duì)照表

圖4 永寧大橋線路結(jié)構(gòu)特征

圖5 軌溫調(diào)節(jié)器布置示意圖

（3）橋頭堡結(jié)構(gòu)

永寧大橋綜合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及兩岸濱江現(xiàn)狀及規(guī)劃還引入了橋頭堡結(jié)構(gòu)，如圖6所示。基于兩岸濱江慢性系統(tǒng)、橋頭堡內(nèi)垂直電梯及上橋橋面人行通道，構(gòu)建全國首個(gè)空間獨(dú)立回字型運(yùn)動(dòng)健身場所，實(shí)現(xiàn)了橋頭堡的景觀性、實(shí)用性、親民性等多功能于一體，同時(shí)人流的聚集為后期橋下空間商業(yè)化開發(fā)提供了有力的支持。

圖6 橋頭堡示意圖

（4）施工方法創(chuàng)新

永寧大橋頂推施工同時(shí)具備“大跨度+大噸位+大支反力+大縱坡+復(fù)雜豎曲線”五大特點(diǎn)，最大頂推跨度達(dá)到130米，推總重量達(dá)到4.67萬噸，臨時(shí)墩單點(diǎn)支反力最大達(dá)到4270噸，為國內(nèi)外同類型橋梁之最。為克服頂推施工中的難點(diǎn)，永寧大橋設(shè)計(jì)了一種多功能型滑靴，一套頂推系統(tǒng)，一種高承載力鋼管柱腳結(jié)構(gòu)，一種有層間連接板的墊塊，并通過異步頂推解決了步長多點(diǎn)不同的難題。

05

小結(jié)

永寧大橋作為溫州瑞安市橫跨飛云江在建規(guī)模最大的橋梁，是溫州市域主中心南北向綜合交通走廊的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程，對(duì)推動(dòng)溫瑞一體化意義重大，其主要特點(diǎn)有如下幾項(xiàng)：

1. 永寧大橋是浙江省首座“三橋合一”的雙層特大橋，是集市域鐵路、快速路、一級(jí)公路、慢行系統(tǒng)等多功能于一體的特大型橋，也是國內(nèi)最大跨度的公軌兩用多塔剛性懸索橋。

2. 永寧大橋是一座功能全面的過江綜合體，下層橋面外側(cè)設(shè)置非機(jī)動(dòng)車道，充分考慮了非機(jī)動(dòng)車和行人通行需求，還通過引入橋頭堡建立了回字型健身空間，充分體現(xiàn)積極倡導(dǎo)運(yùn)動(dòng)建設(shè)的人文關(guān)懷精神。

3. 永寧大橋主跨260米，且雙層上部結(jié)構(gòu)重量巨大，施工難度高。其設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)將為同類復(fù)雜橋梁工程提供技術(shù)參考，推動(dòng)鋼桁梁橋在多交通場景下的應(yīng)用拓展。

以上工作由浙江工業(yè)大學(xué)研究生邵玉春撰寫完成，本工作僅作為學(xué)習(xí)資料，如有不當(dāng)之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。注：部分圖片與視頻來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)刪除。