石臼湖特大橋

南京2015年建成通車的公軌兩用橋

石臼湖特大橋(Shijiuhu Grand Bridge)是中國江蘇省南京市境內連接溧水區高淳區的跨湖通道,位於石臼湖之上,是新沂—海豐公路(235國道)南京至高淳段新通道、南京地鐵S9號線的重要組成部分。

2013年1月18日,石臼湖特大橋開工建設;2014年10月10日,石臼湖特大橋主橋合龍;2015年10月31日,石臼湖特大橋公路橋通車運營;2017年12月31日,石臼湖特大橋軌道橋通車運營。

石臼湖特大橋北起石臼湖北大堤,上跨石臼湖水道,南至石臼湖南大堤,大橋線路全長12617.2米,跨航道連續梁橋跨徑(75+130+75)米,其中軌道橋為雙線地鐵線路,設計速度為120千米/小時,公路橋為雙向四車道公路,設計速度100千米/小時。

建設歷程


2010年12月10日,新沂—海豐公路(235國道)南京至高淳段新通道開工建設,擬於石臼湖上架設特大橋穿湖而過。
石臼湖特大橋
石臼湖特大橋
2011年5月10日,因石臼湖上建橋影響景觀及水質,且影響小天鵝等鳥類的棲息,跨石臼湖建橋方案被否決;12月22日,南京至高淳新通道二次環評發布,確認石臼湖上仍將建跨湖大橋。
2013年1月18日,石臼湖特大橋開工建設。
2014年10月10日,石臼湖特大橋主橋合龍;11月30日,石臼湖特大橋面層澆築完工,全線貫通。
2015年10月31日,石臼湖特大橋公路橋通車運營。
2017年12月31日,南京地鐵S9號線開通運營,石臼湖特大橋軌道橋通車運營。

橋樑位置


石臼湖特大橋位於石臼湖水面之上,線路北起江蘇省南京市溧水區趙村附近石臼湖北大堤,上跨石臼湖水道,南至南京市高淳區烏龜山西側石臼湖南大堤。途經該橋公路為新沂—海豐公路(235國道),橋樑里程區間為K30+471.86至K43+301.52;城市軌道交通線路為南京地鐵S9號線。

建築設計


建築結構

● 整體布局
石臼湖特大橋由公路橋、軌道橋組成,分為陸岸段、跨湖段,其中陸岸段又分為溧水段和高淳段設置;跨湖段為明覺至團結圩段,主要為跨越石臼湖設置,於線路K31+513.681里程處跨越規劃秦淮河航道,大橋線路呈正北至正南方向設置。
● 設計特點
石臼湖特大橋為梁橋,跨湖段橋樑結構形式為:
公路里程所處分段橋樑結構形式
K30+471.86~K30+581.86跨北岸湖堤段99#~102#墩30+50+30米現澆連續梁
K30+611.86~K30+821.86跨湖段北段103#~110#墩8-30米簡支梁
K30+851.86~K31+571.86跨湖段北段111#~135#墩24-30米簡支梁
K31+601.86~K34+092.42跨湖段136#~218#墩6-30米+28-30.02米+48-30米簡支梁
K34+122.42~K37+032.42跨湖段219#~317#墩98-30米簡支梁
K37+062.42~K37+343.42跨石臼湖航道段主橋318#~321#墩75+130+75米變截面預應力混凝土連續梁
K37+373.42~K40+221.74跨湖段322#~451#墩129-30米簡支梁
K40+251.74~K41+272.08跨湖段452#~485#墩17-30.02米+16-30米簡支梁
K42+292.08~K43+132.08跨湖段南段486#~514#墩28-30米簡支梁
K43+162.08~K43+301.52跨南岸湖堤段515#~518#墩39.72+60+39.72米現澆連續梁
石臼湖特大橋軌道橋與公路橋平行布設,軌道橋設置於左、右幅公路橋中間,三幅橋併線建設,並在公路橋設置兩處中分帶開口,公路橋與軌道橋在中分帶開口處縱面保持一致,實現平交,運營期在重大事件應急處理時可“公、軌聯動”,確保公路車輛可實現應急掉頭。
石臼湖特大橋公路橋分左、右幅設計,採用上、下行兩座橋樑,全橋結構為裝配式預製預應力組合箱梁及預應力變截面連續箱梁,下部結構為鑽孔灌注樁基礎;跨航道主橋主跨採用變截面連續梁橋設計,非通航孔均採用裝配式預製預應力組合箱梁,引橋標準跨採用裝配式預製預應力組合箱梁;橋面與規劃Ⅳ級秦淮河航道呈右交角設置,在湖區航道處採用錯孔布置,適應航道線形的同時對航行的船隻以誘導作用;上部結構除滿足常規恆載、汽車活載需求外,還設置了集水管道、預留聲屏障等環保設計荷載;下部結構墩柱、基礎設計時考慮支座摩阻力、汽車制動力、溫度力、風荷載等常規荷載,並針對風生浪對橋樑下部結構的不利作用對臨時荷載能力進行設計,保證大橋結構安全;墩柱內、外側設有牆式防撞護欄。

設計參數

石臼湖特大橋整寬42.80米,其中上、下行公路橋各寬12.75米,軌道橋凈寬9米,開口處寬17.30米,軌道橋兩側與公路橋間距均為4.15米,兩幅公路橋中心間距為15.025米;全線軌道橋縱面略高於公路橋50厘米左右;橋樑與規劃秦淮河航道右交角為75度,跨航道連續梁橋跨徑(75+130+75)米,非通航孔標準跨徑30米。
石臼湖特大橋公路橋兩側索區護欄寬50厘米,橋面寬11.75米,橫向坡度為2%,橋面瀝青混凝土鋪裝厚度10厘米,橋面C40混凝土現澆層厚度8厘米;橫樑高1.60米,系量高1.20米,橋墩直徑1.50米,橋墩底柱直徑1.60米,平行兩墩間距6.50米。
石臼湖特大橋軌道橋箱梁基座寬4.40米,橋墩凈高4.50米。
技術標準
道路等級兩側:國道
車道設置中部:下層:雙線;兩側:雙向四車道
設計速度中部:120千米/小時;兩側:100千米/小時
荷載標準兩側:公路-Ⅰ級
通航等級內河IV級
通航凈空93×7米

設備設施


● 隔音屏障
石臼湖特大橋在湖面延伸
石臼湖是150餘種越冬候鳥的棲息地,及部分濕地鳥類的繁殖地。
截至2013年4月,石臼湖特大橋在雜訊值超過0類區域標準的路段安裝有隔音屏以減少對鳥類的驚擾。
● 照明設施
截至2013年4月,石臼湖特大橋不設置高桿路燈,全部採用具有側方遮光罩的路燈及地面路燈,降低直接散射到湖區的燈光強度以減少對湖區野生動物的影響。
● 防撞設施
截至2015年10月,石臼湖特大橋主通航孔橋墩上設置有船舶防撞設施,以確保跨湖大橋建成后安全運行,避免受橋下通航船舶影響。公路橋墩墩身設置有H200箱型自浮式複合材料防撞設施,複合材料截面寬1米,高2米,防撞設施可隨著水位的變化上下浮動。
● 電力設施
截至2017年6月,石臼湖特大橋水上平台上設有南京地鐵S9號線箱式牽引降壓混合變電所,為中國國內首次在湖上橋樑地鐵上應用箱式變電所。變電所設計為5個房間,7個箱體,最重單體為13.6噸。
● 監控設施
截至2020年8月,石臼湖特大橋全線安裝有監控系統,用於監控平時路面的狀況及查證違規拋灑物等行為。

運營情況


● 票制票價
2015年10月31日,石臼湖特大橋公路橋通車運營,不實施收費制度。
2017年12月31日,石臼湖特大橋軌道橋通車運營。大橋位於南京地鐵S9號線明覺站至團結圩站區間,乘坐本區間單程票價為5元/人次。
● 通行事項
石臼湖特大橋設有專用人行道和非機動車道,允許行人、非機動車通行;公路橋全線設計速度為100千米/小時,為減小行車噪音和振動等因素對石臼湖濕地野生動物的影響,部分區段限速60千米/小時。
據南京市環境保護局寧環建(2013)40號文《關於南京至高淳新通道工程(石臼湖區段)環境影響報告書(變更)的批複》,石臼湖特大橋全線禁止危險品車輛通行。

建設成果


技術難題

● 建設難題
水文複雜:石臼湖特大橋地處水文地質條件複雜的石臼湖水域;石臼湖屬淺碟型湖泊,水位具有洪水猛漲緩落、高水位持續時間長,水位季節變幅大的特點,年最大水位變幅7米左右,枯水期水深約0.5米至1米,湖水季節性差異大,且在大風季節風生浪高達2.7米,複雜多變的自然地理環境給設計、施工均造成一定的困難。
水質敏感:石臼湖是南京的備用水源地,環保部門對大橋建設后的水質保護提出了嚴格的要求,而運營橋樑污水的來源多樣,以橋面徑流排水為主,含有懸浮物、石油類和有機物等污染物,污染物濃度受車流量、車輛類型、降雨強度、灰塵沉降量、前期乾燥時間影響而變化,具有很大的不確定性。
生態保護:石臼湖鳥類資源豐富,淺灘地區適合鳥類生存,是越冬候鳥的棲息地和部分濕地鳥類的繁殖地。由於石臼湖水位變化幅度極大,橋樑施工必須在枯水期水位較低的時段進行,與鳥類的越冬期“重疊”,在建設時減小對越冬鳥類的影響是工程建設的又一難題。
石臼湖特大橋項目設計中主要有以下特點及難點:
1、穿大型水域通道方案研究;
2、特大長橋總體設計方案比選;
3、公路橋﹑軌道橋擁綁設計;
4、跨敏感水域特大橋環保設計。

科研成果

石臼湖特大橋設計與建設過程中運用了《跨越湖區長大橋綠色建管集成技術及評估方法研究》等項目科研成果,有效降低了跨湖長大橋樑建設和運營對周邊生態環境的不利影響。

文化特色


● 石臼漁歌
石臼漁歌為新金陵四十景之一,用於形容石臼湖的風采,並與李白的詩作《姑孰十詠·丹陽湖》相呼應。石臼湖特大橋因其一系列對生態保護的創新設計使得石臼漁歌這一景象得以保存。
● 新“天空之鏡”打卡地
2020年8月,汛期過後的石臼湖水位大漲,因地鐵列車穿行於石臼湖特大橋與動畫電影《千與千尋》中的海上電車場景相似而使成為熱門的景點。

價值意義


石臼湖特大橋的設計過程特殊、複雜,總體方案的選擇、路線縱斷面的控制、公軌捆綁設計的特點、環境保護的兼顧等等對南京至高淳新通道公路的順利實施均起到至關重要的作用。