跨海大桥计划,海口拥堵,为何不修一条跨海大桥?

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琼州海峡被称为黄金水道,是中国的三大海峡之一,从1994年开始,国家就曾组织人员对跨海工程进行研究,2010年的时候研究小组提出了西线跨海大桥计划、中线公铁两用跨海大桥的方案供评估筛选,报请国家发改委后被否定,原因是:这是黄金水道,如果在海面修建桥后将会影响大型船舶行驶。此地多台风,一旦遭遇大风对桥的使用也会造成非常严重的影响。

经国家全面研决定采用将采用隧道方式,投资额至多1500亿元人民币,计划是2017年开工,2025年投入使用,但目前尚未动工。根据《广东省2015至2017年建设规划》附件2中第14条建设沈海国家高速公司琼州海峡通道的规划,计划为30公里,费用为1400亿。

新的交通方式建成后,可使雷州半岛和海南岛的优势提升,对海南的资源开发、促进北部湾的经济发展具有重要的战略意义。

为什么很多跨海大桥要建成曲线?

大桥平面上是弯的,路面也有起伏,这个原因是有多方面的:

1、美学方面的考虑:

《公路桥涵设计通用规范》第1.0.10条:特殊大桥宜进行景观设计;上跨高速公路、一级公路的桥梁应与自然环境和景观相协调。

跨海大桥作为地标性的宏伟工程,其整体设计肯定需要考虑美学方面的因素,这是一个很重要的原因。像杭州湾大桥的相关新闻报道里就提到了与西湖、吴越文化等意向相呼应的设计构思。

2、 海水流向的考虑:

《公路桥涵设计通用规范》第3.1.3条:桥梁纵轴线宜与洪水主流流向正交。对通航河流上的桥梁,其墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方向一致。

这个要求的目的是要让墩台的走向尽量顺着水流的方向,避免墩台常年受水流以及水流中夹带的杂物、浮冰等物体的不停冲击,也避免船舶在通过墩台之间的航道时被突然的水流冲到墩台上造成事故。跨海大桥跨越的范围很大,经过的区域水流流向不尽相同,因此要在不同的区域采用不同的轴线走向,不同的区域与区域之间采用平滑的曲线连接起来,这也造成了跨海大桥弯曲的平面走向。

如图1、图2。图中上侧的弯曲走向是合理的,桥墩走向与水流方向相符;下侧的直线走向就不太合理,桥墩一直在承受水流的持续冲击。

3、船舶通航的考虑:

《公路桥涵设计通用规范》第3.1.5条:通航海轮桥梁的桥孔布置及净高应满足《通航海轮桥梁通航标准》(JTJ 311)的规定。

大型远洋船舶的航线肯定要穿过跨海大桥。如果大桥太矮,船就钻不过去了,但如果大桥整体抬高,花钱又太多,也不经济。合理的做法是将某一部分的桥面抬高,作为船舶通航的主通行口;剩下的部分保持比较低的高度,节省造价。就像在围墙上开了几个门一样。这就是跨海大桥路面有起伏的原因,类似地面上高速公路的立交桥,汽车走上面的大桥,轮船走下面的航道。

这一点对跨海大桥的设计十分重要,有些大桥位于咽喉要道,必须充分考虑通航需求。比如连接欧亚大陆的土耳其博斯普鲁斯海峡大桥,地处要冲,所有从地中海到黑海的船舶都要从桥下钻过去。当年“瓦良格”号航母从黑海边的乌克兰出发前往大连,在通过博斯普鲁斯海峡时就是一波三折。由于船体没有动力,加上海峡水面窄水流急,巨大的船体在水流的作用下存在着失控撞上大桥的危险。最后的通过过程也是慎之又慎,为确保安全,海峡在“瓦良格”号通过时还短暂封闭了水上交通。

4、行车安全的考虑:

《公路工程技术标准》第3.0.1条:应考虑车辆行驶的安全舒适性以及驾驶人员的视觉和心理反应,引导驾驶人员的视线,保持线形的连续性,避免采用长直线,并注意与当地环境和景观相协调。

简单一句话,如果平面上没有弯曲,一条直线过去,周围又是单调的海天一色,好好开车的司机容易视觉疲劳,昏昏欲睡,不好好的开车的司机会踩足油门向天边撞去,都不利于交通安全。

5.地质条件的考虑:

《公路工程技术标准》第3.0.1条:路线应避免穿过地质不良地区。如图3

可能在原先预定的线路上存在着一部分地质特别差的区域,比如某个位置有特殊的淤泥层,桩基础和承台很难施工。这时候就需要用平面大曲线的形式绕过地质不良地区。虽然路远了一点,但是相比硬穿过地质不良地区,提高了安全系数,也减少了不必要的处理特殊地质的巨额花销,整体收益还是值得的。

总结:《公路桥涵设计通用规范》第3.1.1条:桥梁应根据公路功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求,结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计。

桥梁设计,尤其是跨海大桥,是一个很复杂的系统工程,涉及到方方面面的因素。有时候,不同的因素还会带来相悖的要求。最终的平面走线、路面标高都是经过深思熟虑、权衡利弊后得到的相对的最优解。

从安全角度考虑:平面弯曲一方面是为了防止驾驶疲劳;从通航角度考虑:纵向弯曲(也就是桥梁向上拱起)是为了保证通航净空(也就是大船能过得去)。从力学角度考虑:结构力学上也是弯的更稳定,比如你做一个直板凳一推就倒,而做一个弯的就不容易推到,起伏是有航道通航要求。平面弯曲,纵向弯曲叠加起来也有一部分美学设计在里面——“安全,经济,美观”三大原则。

当然,详细讲的话还是很复杂的,抛几个有关的专业术语作为深度自学的引子:通航净空,设计洪水频率,最大纵坡,最小纵坡,最大平曲线半径,最小平曲线半径,超高,最小排水坡度,视距,安全停车距离,凸曲线,凹曲线,S曲线,曲拱效应,矢跨比,计算跨径,道路横坡,河道冲刷,紊流,平流.............

标签: 跨海 大桥 曲线

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