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工程概況

永寧大橋是溫州瑞安市橫跨飛云江在建規模最大的橋梁，是溫州市域主中心南北向綜合交通走廊的重要節點工程，對推動溫瑞一體化具有重大意義（位置如圖1所示）。本項目是浙江省首座集市域鐵路、快速路、一級公路、慢行系統等多種交通功能于一體的綜合型城市過江通道，也是國內最大跨度的公軌兩用多塔剛性懸索橋。項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，建安費達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公路，同時下層橋面外側挑臂設置非機動車道。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）跨江段橋面結構

圖2 永寧大橋雙層橋面結構

永寧大橋介紹視頻

在永寧大橋項目建設過程中，課題組結合工程現場需求，開展相關工作，主要包括：（1）基于圖像處理的結構變形監測技術，為頂推過程中臨時支撐的變形監測提供支撐；（2）開發螺栓松動檢測方法，為橋梁大批量螺栓的質量檢測提供保障；（3）頂推過程主梁內力變形分析，為多點同步頂推施工的精準調控提供參考。

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同類橋型對比

本項目跨江段水中主橋為雙層公鐵兩用鋼桁梁橋，如圖3所示。主橋共5聯全長1105m，分為航道橋段和非航道橋段。其中航道橋(140+200+260+140)m懸鏈線上加勁連續鋼桁梁；非航道橋為90m、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各5.5m寬的慢行系統。

圖3 永寧大橋主橋鋼桁梁結構

永寧大橋與彭埠大橋均為公鐵兩用雙層橋梁結構，兼具公路交通與軌道交通功能。兩橋在技術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，永寧大橋創新性地整合了快速路系統，實現三線合一。在結構設計上，為了實現三線分離，平順過渡，永寧大橋通過在軌道底部設置墊高梁實現引橋段路線分離，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：永寧大橋運用大跨空間頂推技術，采用“兩岸同步頂推，逐節拼裝，逐節頂推到位”的施工工藝；彭埠大橋則運用長聯連續梁頂推技術，采用“步履機+滑塊”的施工工藝，解決了鋼桁梁節間弦桿不能豎向起頂的問題，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對比表

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工程創新

（1）三橋合一

“三橋合一”的雙層設計是永寧大橋的最大特點，在浙江省內屬于首例。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橋上，結構形式緊湊，占地規模小，高效利用橋位資源，節約用地和建設成本，主要涉及區域如圖4所示。

為了實現三橋合一的結構創新，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計線型分離，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，其中機動車道最大縱坡為4.95%，軌道交通路線最大縱坡為2.95%，符合表3中《公路路線設計規范》、《地鐵設計規范》的最大縱坡規范要求，同時也兼顧到飛云江，溫州龍灣機場雙重航道對大橋的影響。

由于橋梁在兩側逐漸下行，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構。一級公路過橋后通過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，并在墊高梁上布設鐵路軌道道床，維持緩慢下降坡度接入兩側引橋。永寧大橋主橋段共5聯如圖3所示，其中第二聯和第三聯高差由混凝土墊層調整，高度為（200-626）mm，其余聯高差由混凝土墊高梁調整，高度為（626-2234）mm。這種增加墊高粱的橋面分離結構有利于縮短公路引橋長度，使公路更快接入近地交通網，方便兩岸近地交通的聯系。

為了滿足鋼軌和橋面結構溫度變形需求，永寧大橋在Z07墩處（如圖3所示）布置兩組溫軌調節器（如圖5所示），裝置主要由固定鋼枕、活動鋼枕、剪刀叉組件和支承縱梁組成，左側連接主橋段右側連接引橋段。橋面板在溫度變化作用下會發生伸縮變形，進而帶動上部鋼軌產生相應變形。該裝置巧妙地利用尖軌之間的相互錯動來調節軌道的熱脹冷縮。當軌道因溫度升高而發生較大伸長變形時，鋼軌內部會產生很大的應力。此時，裝置中的剪刀叉組件發揮關鍵作用，通過提供可靠的支撐來協調和釋放鋼軌應力，有效防止上部鋼軌因應力過大而發生斷裂，確保軌道結構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范對照表

圖4 永寧大橋線路結構特征

圖5 軌溫調節器布置示意圖

（3）橋頭堡結構

永寧大橋綜合結構特點及兩岸濱江現狀及規劃還引入了橋頭堡結構，如圖6所示。基于兩岸濱江慢性系統、橋頭堡內垂直電梯及上橋橋面人行通道，構建全國首個空間獨立回字型運動健身場所，實現了橋頭堡的景觀性、實用性、親民性等多功能于一體，同時人流的聚集為后期橋下空間商業化開發提供了有力的支持。

圖6 橋頭堡示意圖

（4）施工方法創新

永寧大橋頂推施工同時具備“大跨度+大噸位+大支反力+大縱坡+復雜豎曲線”五大特點，最大頂推跨度達到130米，推總重量達到4.67萬噸，臨時墩單點支反力最大達到4270噸，為國內外同類型橋梁之最。為克服頂推施工中的難點，永寧大橋設計了一種多功能型滑靴，一套頂推系統，一種高承載力鋼管柱腳結構，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不同的難題。

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小結

永寧大橋作為溫州瑞安市橫跨飛云江在建規模最大的橋梁，是溫州市域主中心南北向綜合交通走廊的關鍵節點工程，對推動溫瑞一體化意義重大，其主要特點有如下幾項：

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、一級公路、慢行系統等多功能于一體的特大型橋，也是國內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，下層橋面外側設置非機動車道，充分考慮了非機動車和行人通行需求，還通過引入橋頭堡建立了回字型健身空間，充分體現積極倡導運動建設的人文關懷精神。

3. 永寧大橋主跨260米，且雙層上部結構重量巨大，施工難度高。其設計與施工經驗將為同類復雜橋梁工程提供技術參考，推動鋼桁梁橋在多交通場景下的應用拓展。

以上工作由浙江工業大學研究生邵玉春撰寫完成，本工作僅作為學習資料，如有不當之處，敬請批評指正。注：部分圖片與視頻來源于網絡，如有侵權，請聯系我們及時刪除。