海南三亚市海棠大道2标段桥梁设计问题的探讨

熊振明

（武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北武汉430015）

1 概述

海棠湾位于海南岛南端、三亚市东部，距市区28 km。与亚龙湾、大东海、三亚湾、崖州湾并列三亚五大名湾，具有较好的旅游区位条件。根据海棠湾概念总体规划、海南省省规委批复、三亚市城市总体规划，以及中规院关于海棠湾定位的专题研究，海棠湾定位为：“国家海岸”，国际休闲度假区。

海棠大道2标段上共有4座桥，其桥梁中心桩号分别为：K4+835，K6+340，K6+752 及 K7+660，桥梁总长分别为147.04 m、267.04 m、247.04 m和187.04 m。桥梁跨越区段均为湿地软基，由于在前阶段已作出经济比较，即：该处以桥梁跨越的方式要比软基处理且高填方方式更经济，而桥梁建筑通过适当方式的表现可以增添景观也可对湿地有效保护。在此背景下，对于桥型结构方案和景观方案，在经过方案可行性研究阶段和初步设计阶段，最终敲定该桥梁施工图设计为20 m跨预应力混凝土空心板桥面连续方案。并要求每座桥紧密结合周围环境作出景观设计。

本文就以该工程为实例，对该标段桥梁设计中值得注意的几个问题，就处理方法和思路，以及沿海地区桥梁设计的一些共性问题进行探讨。

2 设计主要技术标准

（1）道路等级：城市主干道Ⅱ级。

（2）设计车速：V=40 km/h。

（3）桥梁设计基准期：100 a。

（4）桥梁设计安全等级：一级，结构重要性系数γ0=1.1。

（5）设计荷载:公路——Ⅰ级。

（6）抗震设防标准：地震动峰值加速度0.05g，对应基本烈度6度，按7度构造措施设防。

（7）环境类别：Ⅲ类（海水环境）。环境作用等级:D级。

（8）桥面宽度：采用双幅桥断面布置，全幅桥宽：36 m，半幅桥横断面布置为：0.5 m（花槽）+4 m(人行道)+2.5 m(绿化带)+8 m(机动车道)+0.5 m(护栏)+0.5 m（花槽）=16 m，两幅桥内侧绿化带边缘的净距为4 m。

3 排水问题的处理

在市政工程中，往往涉及到地面或地下的种种复杂的管道网络，如给排水、通讯、电力、天然气等管网，在有桥梁跨越时很多管道是架设在桥梁上，而在桥梁上一般将该管道设置在较为隐秘的人行道板之下（见图1）。然而在桥梁本身的横向排水大多数也是通过预埋PVC管在人行道板下，这样与纵向的各个管道垂直交叉。于是就会产生两个问题：问题1，纵向的管道容易把横向的泄水管压坏；问题2，人行道的高度本身就受到一定的限制，如果交叉设置两种管道，需要更加抬高人行道的高度，给行人上桥带来不便，也影响美观。

为解决这个问题，该工程中将两块边板设置在行车道与绿化带交界处，在该边板的翼缘处预埋PVC泄水管。在绿化带和人行道侧，将绿化带每隔5 m断开，中间设计成一个排水槽，水槽底横坡方向设计成与人行道同向，该水槽处对应的人行道缘石高出人行道板顶部分也做成相应宽度的水槽，这样就可将人行道上的水导入以上边板翼缘处预埋的泄水管中（见图2）。绿化带排水：在被隔开的绿化带中形成了一个个花坛的形式，再在绿化带下的边板翼缘处预埋相应的泄水管，通过预埋的PVC管凸出现浇层顶的高度可以控制绿化带中土的水位高度，当然所有泄水管的收水口均应采用相应措施以防堵塞等。

图1 桥上电气管线及给水管布置示意图（单位：mm）

图2 桥梁上部标准横断面示意图（单位：mm）

通过这种方法排水的优点是：（1）泄水管设置在行车道边上，可将行车道及人行道上的水及时排到桥下，较横置在绿化带和人行道下来说，减小了泄水管长度，同时随着时间的推移减少了被堵塞的几率。（2）通过设置两块边板，对于单幅桥横断面来说，可以减少一块中板，这样减轻了桥梁恒载，也减少了造价。

4 相邻两边板的处理

在单幅桥横向各空心板之间，受力是通过铰接的方式传递，而在行车道与绿化带之间的相邻两块边板之间是断开的，受力无法传递，故为使桥梁横向整体性得到加强，该处需做适当处理，也为今后随着道路的发展，可能行车道需要扩宽，将绿化带去掉改成行车道而作的安全储备。

可以采取以下两种措施进行加强：（1）在两块边板的翼缘中各预留出20 cm作为湿接缝，共40 cm的湿接缝宽，中间配相应的钢筋。其湿接缝钢筋布置如图3所示。（2）在两块边板之间腹板与翼缘处设置横隔板，以加强其横向刚性，横隔板分别在梁端、跨中和1/4处设置，两块边板间共设置5道横隔板，横隔板厚度为20 cm。钢筋布置如图4所示。

图3 边板之间湿接缝钢筋布置示意图（单位：mm）

图4 边板之间横隔板钢筋立面图（单位：mm）

5 景观设计

该工程4座桥可以分别结合周围环境和规划做到一桥一景。由于设计标高距离地面标高平均在5 m左右，均受桥下净空低的限制，桥梁的景观难以通过桥梁下部结构来表现，且结合前期可研方案和初步设计方案阶段综合考虑，该桥不采用其它桥梁结构形式（如拱桥、斜拉桥等结构形式）来体现景观，而是采用最经济且施工便捷的桥梁结构再加上桥梁装饰，以达到标新立异的景观效果。下面就4座桥景观装饰的最主要部分——栏杆装饰的设计思路和理念分别作总结和分析：

一号桥：桥梁中心桩号为K4+835，该区域周边规划用地以公园、旅游度假、居住（二类）为主。由于龙江塘周边规划设置国际会议中心、七星级酒店、国际组织驻地等，且一号桥附近正在兴建龙海风情小镇，故该桥景观以“传统即国际”为设计理念，通过借鉴当地传统建筑符号形成桥梁景观特色。人行道效果如图5所示。

图5 一号桥人行道效果图

地域风情栏杆望柱造型和以“景窗”为创意铺装图案设计理念萃取于“龙海风情小镇”和“岭南印象园”特色建筑景观元素，结合绿化、亮化及灯光，营造古朴清雅的桥梁景观。

二号桥：桥梁中心桩号为K6+340，该区域周边规划用地以旅游度假、居住（一类）、体育休闲社区为主。故该桥景观以表现高尔夫运动元素为主，展现时尚休闲运动理念。人行道效果如图6所示。

图6 二号桥人行道效果图

以高尔夫文化为主题，与周边体育休闲用地性质相匹配，通过栏杆造型、地面特色铺装，流线型花槽结合灯光的巧妙设置等景观，展现时尚休闲运动理念。

三号桥：桥梁中心桩号为K6+752，该区域周边规划用地以公园、酒店、住宅（一类）为主。由于该桥跨越指状湿地水道，自然生态环境优美，且酒店周边设计具有独特的景观构筑物，便于活跃环境氛围，故该桥景观以渔村为题材，反映海岛渔民独特的生活情趣。栏杆及侧面效果如图7所示。

图7 三号桥栏杆及侧面效果图

以渔村为题材，通过栏杆造型、质朴地面铺装，编织纹理种植箱、LED灯光带等景观，反映海岛渔民独特的生活情趣。

四号桥：桥梁中心桩号为K7+660，该区域周边规划用地以公园、旅游度假为主。由于该桥深入指状湿地，跨越湿地水道，水环境和生态环境亲和力要求较高，故该桥景观以水生动植物为素材，体现趣味性和生态科技的魅力。人行道效果如图8所示。

以海滨水生动植物为素材，通过仿生栏杆造型、水纹地面铺装、夜景灯光效果等景观，反映妙趣横生的湿地特色生态环境。

6 耐久性设计

图8 四号桥人行道效果图

由于三亚所属南海区域，海水中存在高浓度氯离子和大量硫酸根离子镁离子，在海风、盐碱土和盐碱水环境（下部结构）等中也存在多种侵蚀因素，对钢筋和混凝土造成严重腐蚀。这些腐蚀因素直接影响结构的使用寿命，为保护桥梁的使用寿命，加强桥梁的抗盐侵蚀能力，因此有必要加强对桥梁的防腐和耐久性设计。所采取的措施主要从以下几个方面来探讨。

6.1 提高混凝土标号

采用高性能混凝土，全桥每个构件采用的混凝土标号最低为C35混凝土，主梁采用C50混凝土，该混凝土的技术指标应满足设计要求并符合《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》的要求，并应按照规范的要求进行质量检验与验收，这是改善混凝土和钢筋混凝土结构耐久性需采取的根本措施。

6.2 增加混凝土保护层厚度

增加混凝土结构保护层对于桥梁耐久性设计而言是很有效的途径之一，桥梁各个结构部位采用的保护层厚度如表1所列。

表1 桥梁结构保护层厚度表

6.3 控制结构裂缝宽度

由于桥梁所处环境为海水环境，在混凝土有裂缝的地方会首先破坏，裂缝会增加混凝土的渗透性，从而使侵蚀破坏作用逐步升级、导致混凝土的耐久性不断下降。根据该工程4座桥各岩土勘察地质报告中水的化学特征及水、土的腐蚀性描述，其 CL-、SO42-、Mg2+、PH 值等浓度及酸性值均对混凝土结构有侵蚀性，因此应该对桥梁的各个结构的正常使用极限状态下的裂缝宽度控制在更小的值内。

6.4 混凝土表面涂防腐涂层

依据桥梁各个结构部位的不同，在已施工完的桥梁构件混凝土表面及时涂上相应的防腐材料，这样可以降低氯离子等的渗透速率和降低混凝土碳化速率。具体措施有三个。

6.4.1承台位于土中区，承台外表面采用表面涂层（见表 2）

表2 承台表面防腐涂层表

6.4.2 桥墩盖梁、墩柱防腐涂层（见表3）

表3 盖梁墩柱表面防腐涂层表

6.4.3空心板外露部分防腐涂层设计

空心板外露部分采用异丁基三乙氧基硅烷浸渍或其他可靠有机硅烷浸渍。有机硅烷类涂料应根据使用情况定期检测补涂，向厂家提出产品的使用期限要求，并制定出后期维护方案。

6.5 混凝土钢筋阻锈剂

阻锈剂能有效阻止或延缓氯离子对钢筋钝化膜的破坏。阻锈剂的掺量参照《钢筋阻锈剂使用技术规程》（YB-T9231-1998）拟定。所以在施工现场要注意及时对钢筋进行除锈和采用钢筋阻锈剂措施。

7 结语

本文以海南三亚市海棠大道2标段4座桥梁工程为背景，针对市政桥梁中这种预应力空心板桥面连续结构中存在的排水、过桥管线等共性问题的处理；对该桥型结构作景观装饰的设计创意和理念；对热带沿海地区桥梁的耐久性设计所采取的措施方面进行了总结和探讨，也对类似工程的设计有一定的借鉴作用。

[1]JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[2]JTG/T B07-01-2006,公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范[S].

[3]JTG D60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].

[4]赵欣，康莉，曹景.滨海新区桥梁设计问题的探讨[J].城市道桥与防洪，2011，（11）：66.

[5]YB-T9231-1998,钢筋阻锈剂使用技术规程[S].