南寧大橋(Nanning Bridge)是南寧市東南地區進入市區和快速環道的主要通道,位于廣西南寧市東南邊,北起青山路,主橋跨越邕江,連接南岸潘龍新城。南寧大橋采用了林同炎設計的非對稱拱橋方案,是世界上首座大跨徑斜吊拱曲線橋。
南寧大橋全長1314.77米,其中主橋長734.50米,兩岸引道580.27米,最大跨度300米,橋面及路基寬度均為35米。主橋和引橋均為雙向六車道,設計行車速度每小時50千米。南寧大橋在結構設計上,為大跨度非對稱肋拱橋,南北兩岸均為半苜葉形立交,橋身兩邊圓曲狀的拱形,以不同的傾角向外傾斜,各用10根拉索相連,遠看像兩個對接的豎琴橫跨邕江兩岸。
南寧大橋于2004年12月16日開工建設,2008年11月24日,南寧大橋主橋鋼箱拱正式合龍,2009年2月28日鋼箱梁順利合龍。2009年9月21日南寧大橋建成通車。截至2023年1月17日,南寧大橋高峰期車流量達6000pcu/h以上。
南寧大橋由美國林同炎國際公司負責橋型方案概念設計,由四川省交通廳公路規劃勘察設計研究院負責具體的前期研究及勘測設計,由中鐵二局股份有限公司承建,建設單位為南寧市城市建設投資發展總公司、南寧國研科技投資有限公司。南寧大橋既是南寧市實現“重點向南,加快五象新區建設,再造一個新南寧”戰略布局的重要橋梁,也是推進北部灣經濟區發展、建設區域性國際城市的交通樞紐。
歷史沿革
建設背景
南寧大橋正是通往五象新區最便捷的通道,該橋建成后可以較好地加快五象新區和城市副中心寧新區的建設步伐。大橋建成后,盡快使南寧老城區、青秀山、五象新區和邕寧新區連成一片。同時,大橋的建設對于改善城市交通基礎設施,完善城市道路交通網絡具有重要的意義,尤其是它的建成滿足了南寧市邕江兩岸越江交通的需求,對緩解日趨緊張的越江交通壓力具有重要作用。截至2009年,南寧市越江大橋共有6座,但由于布局不是十分合理,不符合城市總體規劃的要求,已經開始制約城市的發展。因此,增加越江大橋,改善越江設施布局成為南寧市城市交通建設的急切任務。南寧大橋正是在這種期待下誕生的。
建設歷程
2000年初,經南寧市委、市政府、市人大、市政協共同協商并通過廣泛的征求市民意見,決定南寧市大橋按照南寧標志性建筑的條件向國際業界征求橋型方案。2000年5月,南寧市將包括國際橋梁大師美籍華人林同炎先生在內的12種橋型設計方案,通過《南寧晚報》向市民征求意見。占參加征求活動的71%市民認為由林同炎先生設計的橋型符合南寧市標志性建筑的條件。南寧市委、市政府在充分尊重民意的基礎上確定林先生設計的非對稱拱橋為南寧大橋橋型。
2001年5月,林同炎先生開始幫南寧設計這座跨江大橋;同年設計出爐“不對稱外傾拱形橋”。2002年,5種橋型設計概念公開向南寧全體市民征集意見,林同炎的設計得票率最高。2003年,林同炎在美國辭世。這座大橋,成了林先生最后的絕唱,也是他一生設計的第99座橋;同年,南寧市政府確定大橋由南寧國研科技投資有限公司投資建設。
2004年,由廣西國際工程咨詢有限公司組織有關專家對南寧大橋可行性研究報告進行了第一次評估。2004年2月南寧市政府組織召開了南寧大橋設計工作專題會。2004年12月15日,南寧市城投公司和南寧國研科技投資有限公司聯合舉行了南寧大橋工程開工說明會。確定南寧大橋主干路設計總長1314.773米,其中主橋長308.502米,設置雙向六車道,設計行車速度為50里/小時,按城市主干道Ⅰ級設計。16日上午,南寧大橋開工建設,計劃于2007年建成使用。
2007年1月7~9日,《南寧大橋主橋施工方案》通過以范立礎院士為組長的專家組論證評審;2007年2月18日,南寧大橋水中主墩大體積承臺混凝土成功澆筑;2007年11月18日,南寧大橋纜吊塔架順利封項;2007年12月,時任廣西壯族自治區代主席的馬等主要領導親臨施工現場查看工程進度并慰問施工工人。
2008年3月30日南寧大橋4×110t纜索吊裝系統試吊成功;5月20日,首節段鋼箱拱(重量218t)開始吊裝;2008年11月24日上午8時30分,世界首座單孔跨徑最大非對稱性外傾拱橋——南寧大橋主橋鋼箱拱正式合龍,標志著該橋鋼箱拱吊裝勝利完成和橋面吊裝全面開始。副市長周家斌出席當天的合龍儀式。2008年12月18日,鋼箱梁首節段吊裝。
2009年2月28日鋼箱梁順利合龍。2009年9月21日南寧大橋建成通車,將邕江兩岸新老城區通行時間由45分鐘縮短至15分鐘,為南寧市經濟向南騰飛蓄勢助力。成為南寧市東南片區進入城市中心區和快速環道的主要通道。蝴蝶造型的南寧大橋。
2018年3月27日,經過近10年大交通量的運營,南寧大橋橋面結構抗水損害能力下降,路面出現大面積病害等一系列問題,為配合橋梁維修整治工程的施工建設,3月27日零時起,南寧大橋正式封閉施工。5月29日,南寧大橋已經完成全橋改性瀝青面層的鋪設,伸縮縫的鋪設等主體維修工作。5月31日,南寧大橋恢復通車。
2022年11月18日,為確保南寧大橋伸縮縫更換維修施工順利實施,保障橋梁中華人民共和國道路交通安全法暢通,南寧大橋實施機動車道全封閉施工。11月27日,南寧大橋恢復通車。
建設與規劃
地理位置
南寧大橋位于廣西南寧市青秀山西南側,北起青山路延長線,南接良慶區的蟠龍新區,轄接良慶區的五象新區與邕寧區的龍崗新區,主橋跨越邕江,連接南岸潘龍新城。
參建單位
南寧大橋由美國林同炎跨國公司負責橋型方案概念設計,由四川省交通廳公路規劃勘察設計研究院負責具體的前期研究及勘測設計,由中鐵二局股份有限公司承建,建設單位為南寧市城市建設投資發展總公司、南寧國研科技投資有限公司。
建設難題
南寧大橋是一座有爭議的橋,爭議之處在于它的總投資過大,再是由于大橋造型設計獨特,加之目前世界范圍內尚無類似橋梁建設的實例可供借鑒,工程施工的重、難點較多,主要有混凝土拱肋及鋼一混連接段線形控制;拱座為三維空間結構形,鋼筋、預應力管道密集,結構受力復雜,施工精度要求高;拱肋懸拼施工過程中面外穩定控制;纜吊扣掛系統的設計與施工,纜吊系統起吊噸位大,索鞍橫移距離長,吊塔與扣塔合一,塔架寬度達110m,高度136m,系統結構復雜,安全威脅大。
建筑設計
整體布局
南寧大橋由主橋、東西兩岸引橋及立交匝道3部分組成,南寧大橋位于廣西南寧市東南邊,北起青山路,主橋跨越邕江,連接南岸潘龍新城。
相關參數
主橋結構
南寧大橋采用“曲線梁非對稱外傾拱橋”這一全新的橋型,主橋跨徑300m,主梁位于R=1500m平曲線內,東西兩條獨自向外傾斜的拱肋,外傾角度不同,橋面以上拱肋間沒有任何橫向聯系,兩條拱肋于主梁下交匯,于拱頂遙相分離,通過傾斜的吊索支承彎曲的主梁。
基礎?
主橋采用承臺群樁基礎形式。承臺尺寸38.2(長)×42.2(寬)×5~8(高)m,為減小基礎承擔的彎矩,主墩基礎整體向河心預偏3.85m。主墩共設36根Φ2.5m鉆孔灌注樁,樁長39~41m,樁底置于弱風化泥巖層內。?
拱軸線形?
拱肋由鋼箱拱肋段和混凝土拱肋段組成,東西兩拱向外傾斜,但都位于各自的拱平面內。?
東側拱肋計算跨徑300m,計算矢高82.92m,拱平面橫向轉軸傾角69.72°;鋼箱拱肋采用m=1.244的懸鏈線,混凝土拱肋軸線由R=41.68m的圓曲線和直線組成。?
西側拱肋計算跨徑300m,計算矢高86.74m,拱平面傾角66.54°;鋼箱拱肋采用m=1.190的懸鏈線,混凝土拱肋軸線由R=43.77m的圓曲線和直線組成。?
拱肋?
混凝土拱肋?
承臺以上至剛出橋面的拱肋部分,為混凝土拱肋,再上面是鋼拱肋。?
混凝土拱肋采用等寬變高的單箱單室截面,拱肋寬度7.5m,高度由頂端的10.1m漸變至承臺頂面的14.6m,標準壁厚80cm。?
混凝土拱肋段分為3個大的區間、21個小節段,采用曲面液壓自爬模施工。拱肋內共布設10組預應力束,下端錨固,上端單端張拉后通過連接器接長。?
拱腳設肋間橫墻,為薄壁結構,標準壁厚60cm,起到拱腳橫撐的作用。肋間橫墻頂面形狀為R=21.5m的圓柱面,并與兩拱肋內側面相切。?
鋼箱拱肋?
東、西林鋼鐵集團箱拱各自劃分為15個節段,節段寬7.4m,高5.6~10.0m,長13.93~21.15m,最大吊重218t。?
鋼箱拱肋采用等寬變高的單箱單室截面,面板厚度分別為20、24mm,內設18、20mm厚板式加勁肋,采用Q345C鋼材。?
每一段鋼箱拱肋節段內,均設置2道豎直的吊點橫隔板和3道呈徑向布置的定位橫隔板,另設少量局部橫向加勁肋,E1、W1節段與混凝土拱肋連接,節段下端設置鋼—混凝土連接段。
系桿?
全橋共布置32束系桿,分為四組。每束系桿由24根ΦS15.2mmPE護套鋼絞線及3根備用孔道組成,排列成六邊形。全部系桿均布置于鋼箱梁內,錨固于肋間平臺上。?
第一組、第四組系桿在平面內直線布置;第二組、第三組系桿在平面內彎曲布置,以平衡吊索產生的橫向分力。鋼箱梁吊點橫隔板上,設置有系桿轉向構造。?
系桿錨具采用鋼絞線拉索群錨體系,允許整體換索和單根換索。?
肋間平臺?
由于拱的外傾及主梁的平彎,專門設計了與傳統系桿拱不同的特殊構造—肋間平臺作為空間系桿的錨固構造。肋間平臺由平臺主梁和連接東西兩拱的橫梁共同構成,采用預應力混凝土結構,是全橋的關鍵構造之一,肋間平臺內設兩道錨固橫梁,用于錨固系桿。平臺前后兩端設置牛腿,支承主、引橋箱梁。肋間平臺內共設7組預應力束,采用兩端或單端張拉。?
鋼箱梁?
主橋位于R=1500m平曲線上,箱梁節段呈扇形,縱向加勁肋按照曲線布置。?
主梁采用單箱單室扁平流線型全焊鋼箱梁,全寬35.016m,中心高3.5m。鋼箱梁頂板、上斜腹板厚14mm,底板、下斜腹板厚12mm,采用Q345C鋼材。?
鋼箱梁頂板在機動車道、非機動車道采用U肋進行縱向加勁,在頂板人行道區域以及底板、下斜腹板采用板式加勁肋進行縱向加勁。
鋼箱梁內每隔3m設置一道橫隔板,其上需安裝系桿轉向導管或定位導管。
吊索?
吊索采用109ΦP5.0mm平行鍍鋅鋼絲成品索,縱向間距9m,全橋共設26對。為便于運營階段換索施工,采用橫向雙索體系。
設計參數
南寧大橋全長1314.77米,其中主橋長734.50米,引橋長434米,兩岸引道580.27米,最大跨度300米,橋面及路基寬度均為35米,引道寬50米,設計車速50Km/h。主橋和引橋均為雙向六車道,設計行車速度每小時50千米。
參考資料
設計特點
南寧大橋采用“大跨徑曲線梁非對稱外傾拱橋”這一全新的橋型。?主梁彎曲、東西拱肋外傾且不對稱、橋面以上拱肋間沒有任何橫向聯系,使得南寧大橋存在特殊的結構平衡關系:外傾拱肋的向外傾覆趨勢,由不共面的吊索體系橫向分力來抵抗;主梁及橋道系荷載由吊索傳遞至拱肋承擔,同時主梁及橋道系荷載又維持著拱肋平衡;拱的水平推力傳遞至肋間平臺,由水平系桿、彎曲系桿共同平衡;吊索體系水平分力對主梁產生的橫向力由布置于鋼箱梁內的反向彎曲系桿來平衡。通過協調研究橋梁造型藝術和結構受力特點,優化結構幾何參數,既確保了橋梁造型美觀,又確保了三維結構具有高度的穩定性能。?
創新細致的特殊結構細節設計:將粘滯阻尼器應用于拱橋的漂浮體系主梁,以限制在地震響應下的縱向位移;遵從多次應力擴散原則,設計應力均勻、有效過渡的鋼—混凝土連接段;首次采用以聚乙烯為基料制造的系桿轉向裝置,起到定位、轉向、傳遞橫向分力的作用,并允許系桿鋼絞線在孔道內滑移;鋼箱梁U型加勁肋過焊孔采用國內罕見的兩次半徑過渡方式,大大削減了鋼箱梁橫隔板過焊孔區域的應力峰值。?
貫徹耐久性、可檢查性、可維護性設計思想,采用高品質耐久性混凝土,鋼結構分部位設計涂裝配套,配備拱肋檢修車、梁底檢修車及完善的檢修通道,對系桿、吊索進行運營期監測,可方便地更換系桿、吊索。?
對混凝土拱肋段、肋間平臺采用實體仿真計算,按施工階段分析拱肋、肋間平臺等復雜預應力混凝土結構的效應。?
主墩深水基礎施工采用鋼筋混凝土排樁+旋噴樁止水帷幕支護方案,豐富了橋梁大型深水基礎施工工法。?
混凝土拱肋段為雙向傾斜曲面結構,采用罕見的曲面液壓自爬模施工工法。?
鋼箱拱肋采用纜索吊裝、三維斜拉扣掛施工工藝,在三維扣索、臨時橫向聯結系、橫向風纜的共同作用下維持施工期結構平衡,進一步發展了拱橋斜拉扣掛建造技術。
吊扣合一的臨時塔架高136m、寬110m,為滿足外傾式拱肋、曲線梁節段吊裝,纜索吊機采用塔頂索鞍大距離橫移技術豐富了纜索吊機的使用功能。?
對工程項目進行風險評估,全面關注施工階段、運營階段可能面臨的各種風險事態,為業主提供系統的風險管理策略。
配套設備設施
南寧大橋根據吊桿的長度使用了250瓦、400瓦、1000瓦三種不同強度的射燈,在拉桿吊索上拉上LED數碼等,以達到更好的景觀效果。
運行情況
交通流量
截至2023年1月17日,南寧大橋高峰期車流量達6000pcu/h以上。
沿途信息
連接南寧大橋、五象大道、五象新區及玉洞大道的平樂大道隧道路段全長1010米,其中隧道長550米、寬49.5米,道路長460米、寬60米,屬城市I級主干道。
價值意義
南寧大橋的建設,突破了國際橋梁設計、施工的傳統理念,融入了當代橋梁建設的最新技術,采用了新結構、新材料和新工藝,是目前世界上建造技術最復雜的橋梁之一。它的建成通車不僅為邕江上增添了一道亮麗的風景線,還對緩解南寧市城區交通壓力,疏通車流、物流、人流,優化路網結構起到重要作用;拉近了東與五象新區的距離,一江之隔荒蕪與繁華相望的現狀將得以改變。
參考資料 >
南寧大橋“蝶變”開啟城市新走向 驚艷世界首座.中國南寧.2023-12-09
南寧大橋 - 跨江橋梁 - 南寧城投集團歡迎您.南寧城投集團.2023-12-11
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南寧的橋梁之南寧大橋.南寧地情網.2023-12-09
南寧大橋鋼箱拱正式合龍.南寧市人民政府.2023-12-09
南寧大橋明日22時恢復通車.南寧市城管綜合執法局.2023-12-13
南寧大橋凌鐵大橋昨開工建設 三年后十橋飛架邕江.廣西新聞網.2023-12-09
空中飛虹見證南寧發展巨變.南寧地情網.2023-12-09
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廣西南寧大橋.中國橋梁網.2023-12-11
設計別出心裁施工難度大 南寧大橋請來專家" 把脈".廣西新聞網.2023-12-09
南寧大橋于5月31日晚10時通車.百家號.2023-12-10
3月27日焦點圖:南寧大橋3月27日零時起全封閉施工 ( 2 /27).廣西新聞網.2023-12-10
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南寧百科:首座非對稱外傾拱橋 南寧大橋.百家號.2023-12-13
平樂大道隧道工程緊張施工中.南寧市人民政府.2023-12-11
廣西南寧大橋建成通車 對完善城市功能意義重大.中國政府網.2023-12-09