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南沙大桥(广东省境内连接广州南沙区与东莞沙田镇桥梁)

南沙大桥(Nansha Bridge),原称虎门二桥,是中国广东省境内一座连接广州市南沙区与东莞市沙田镇的跨海大桥,位于珠江狮子洋之上,为广州-龙川高速公路的西端部分;是继港珠澳大桥之后,珠江三角洲又一座世界级桥梁工程。

南沙大桥于2013年12月28日动工建设; 于2018年11月20日完成合龙; 于2019年4月2日建成通车。

南沙大桥西起广州市东涌立交,上跨狮子洋入海口,东至东莞市沙田立交;大桥全长12.891千米;桥面为双向八车道高速公路,设计速度100千米/小时;工程项目总投资额111.8亿元。

2019年3月31日,广东省交通运输厅经有关管理部门同意,将原虎门二桥项目总体命名为“南沙大桥(导航注意:包括广东在内,全国有多座“南沙大桥”同名桥)

2019年4月25日,南沙大桥二期工程(沙田立交至厚街段)以及海鸥岛进出口收费站竣工运营;至此,南沙大桥与广州市番禺区海鸥岛、东莞市京港澳高速公路广深段实现全立交进出互通,全桥路段投入使用。

前期规划

2003年,广东省交通厅启动东莞厚街至番禺东涌高速公路预可行性研究,线路需架桥横跨珠江狮子洋。

2007年,莲花山大桥(今南沙大桥)工程项目业主公开招标工作展开。

2008年,广东省政府、广东省交通厅明确莲花山大桥由广东省交通集团有限公司负责投资建设和经营。

2009年,广东省交通厅召开《虎门二桥工程可行性研究报告》评审会,将项目名称定为“虎门二桥”;同年,虎门二桥工程启动设计招标。

2013年6月,中国国家发展和改革委批复虎门二桥工程的立项申请;9月,中国交通运输部批复虎门二桥项目初步设计方案。

建设过程

2013年12月28日,虎门二桥工程项目在广州市南沙区东涌镇举行开工大会。

2014年4月30日,虎门二桥主桥工程项目合同签约仪式在广州市举行,大桥全面进入施工阶段。

2015年7月22日,虎门二桥大沙水道桥东塔承台完成施工,大桥转入塔身施工阶段。

2016年10月9日,虎门二桥主桥、塔、锚基础工程已完成,全面进入主塔和锚碇锚体施工阶段。

2017年6月16日,虎门二桥全面转入悬索桥缆索施工阶段。

2018年1月9日,虎门二桥大沙水道桥完成合龙; 5月25日,虎门二桥坭洲水道桥完成合龙; 11月20日,虎门二桥最后一片节段箱梁完成架设,大桥主段全面贯通。

2019年3月14日,虎门二桥完成荷载试验, 3月26日,广东省交通集团发布消息,虎门二桥项目计划于2019年4月2日下午正式通车; 4月2日,虎门二桥正式开通运营,全桥最终更名为“南沙大桥”; 4月25日,南沙大桥海鸥岛收费站建成使用、沙田立交桥至厚街立交桥段建成通车,至此,南沙大桥全线开通运营,在东莞市境内成为广深沿江高速公路与沈海高速公路(京港澳高速公路共线段、原广深高速公路厚街段)的联络线。

桥位布局

南沙大桥位于中国广东省珠江口狮子洋水域,西起珠江西岸广州市南沙区东涌镇,先后上跨大沙水道、番禺区海鸥岛和坭洲水道,东至珠江东岸东莞市沙田镇;北距上游黄埔大桥20千米、南距下游虎门大桥10千米。

线路对接

根据广东省交通运输厅最新文件, 南沙大桥为广龙高速公路(粤高速S6)的西端部分; 线路西起珠江西岸东涌互通立交,接广州绕城高速公路(国家高速G1508南环东端和广澳高速公路(国家高速G0425南沙段;向东经海鸥岛设互通立交衔接岛上道路;向东至珠江东岸沙田互通立交,接广深沿江高速公路(粤高速S3)东莞段; 再向东至厚街互通立交接沈海高速公路(国家高速G15)与京港澳高速公路(国家高速G4)共线路段(原广深高速公路厚街段),与粤东在建的河惠莞高速公路共同组成广州至龙川高速公路。

设计理念

南沙大桥坭洲水道桥采用双跨吊悬索桥,突出悬索桥的整体性;钢箱梁覆盖江面,桥型舒展,与周围环境浑然一体;从生态岛屿海鸥岛上看坭洲水道桥,双跨吊悬索桥比单跨吊悬索桥更具观赏性。大沙水道桥与坭洲水道桥同样采用天圆地方塔,体现刚柔相济、动静相宜和阴阳平衡的建筑思想。两座主桥轻盈飘逸、风格统一。 为节约用地,大桥海鸥岛互通立交采用环型立交整体式螺旋匝道的设计方案,上下行需绕行三圈。高空俯瞰,海鸥岛互通立交桥就像一个巨大的音符,与两座超千米的跨江特大桥交相辉映。

设计特点

南沙大桥工程全线由七座引桥、三处互通立交桥和两座超千米级特大跨通航悬索桥组成,全桥段大致呈东西方向布置。 大沙水道桥位于东涌镇和海鸥岛之间,为一座单跨简支钢箱梁悬索桥;坭洲水道桥位于海鸥岛与沙田镇之间,为一座双塔非对称式(东端无悬索结构)两跨连续钢箱梁悬索桥。为提升美观,两座主桥均采用框架式门形结构。塔柱顶端向桥梁中心倾斜,并且在下横梁顶面以上塔柱斜率相同;塔柱断面采用圆倒八边形,根据结构受力特点分上、中、下采用不同壁厚,共设两道或三道横梁,横梁断面也采用圆倒八边形。 引桥连续箱梁下部结构采用板式墩,墩身设凹槽成哑铃型,以提升墩身景观。

南沙大桥全长12.891千米, 其中坭洲水道桥主跨1688米、西边跨658米、东跨522米; 大沙水道求单跨1200米。 坭洲水道桥塔高260米, 大沙水道桥塔高193.1米。 引桥每跨30米至62.5米,墩高10米至65米。 坭洲水道桥共有两根主缆,总重约30120吨; 每根主缆由252根通常长索和6根背索组成,每根索股包含127根直径5毫米高强镀锌钢丝,标准强度1960兆帕;该桥锚碇地连墙外径90米,壁厚1.5米。 大沙水道桥亦有两根主缆,每根主缆长约2171.9米、重约7875.4吨;每根主缆有169根通长索股,每根索股包含127根直径5.2毫米锌铝合金镀层钢丝,标准强度1770兆帕; 该桥锚碇地连墙外径82米,壁厚1.5米。

坭洲水道桥:净高60米、净宽1154米,大沙水道桥:净高49米、净宽1114米

● 智能收费

海鸥岛站包括3个广场,共设置4条入口车道,5条出口车道,其中出口有2条自助收费车道。为优化运营管理体系,海鸥岛站引入无感收费体系,设置全车型自助缴费终端,提供“全车辆交易”,即ETC车辆交易与非ETC车辆交易;支持“全车型交易”,即客车交易与货车计重交易;支持“全支付交易”,即支持现金支付、电子扫码支付以及ETC卡支付(粤通卡)等多种支付方式,实现各车道在无人值守的情况下也能完成计费收费服务。

● 照明设备

南沙大桥照明工程主要分桥梁道路照明和主桥景观照明,全线共设643杆12米高单臂钢杆路灯,灯杆布设间距25.6米(主桥钢箱梁段)和30米(引桥段),两侧对称布置。两座悬索桥共设1540盏星光灯和1628盏投光灯,分别用于勾勒主桥轮廓和凸显主塔及吊索的轮廓;同时,两座悬索桥还设有26盏玫瑰灯,主要作用为向上发散簇状光柱,构造莲花般灯光场景。大桥全面应用LED灯具,在保证照明的前提下尽可能节省能耗。其中路灯为12小时照明,每天晚上6时至次日早上6时亮灯;景观灯计划在节假日时,每天亮灯4小时,每天晚上6时至10时亮灯。

考虑到高架桥净空限制、路灯交叉干扰等影响行车安全因素,海鸥岛互通立交的匝道上不设置路灯,取而代之的是镶嵌在防护栏内的3888盏低位防护栏LED灯,景观效果大气美观,且具有高强度的防撞功能。

● 通信设备

南沙大桥依托5G网络技术支持,实现保电作业数据实时回传、保电现场情况实时查看、现场指挥实时沟通,从而实现应急中心值班人员对保电现场全程可视、数据可看,做出现场决策和指挥的功能。其中,大桥的5G无人机智能巡检应用在中国国内为首次。通过5G网络技术,至少压缩4小时数据人工拷贝时间,极大提高大桥保电巡视工作效率。

● 环保设施

南沙大桥建设之初已考虑到桥上污染物的处理问题,为中国国内首座建设安装电控排水系统的大桥。为避免危化、有毒物品等装载车辆在桥上发生泄漏后污染珠江,大桥全程安装有一套电控排水系统。桥上污染事故发生后,电控排水系统能及时把危化有毒物质排入处理管道,然后排流到桥下的处理池进行统一处理。南沙大桥还有减少光污染设计,尽量把对日常和景观两照明功能:日常照明从每天3点开始到第二天早上,预计每次耗电量在1500度以内;景观照明虽没有“小蛮腰”的绚丽色彩和千变姿态,但也会呈现出一道靓丽风景。

● 安全设施

南沙大桥上每个方向都设置有应急停车道,救援人员可以在几分钟之内到达事故现场救援。大桥两侧护栏处每隔80米处安装有应急灭火器。 南沙大桥主桥全线全覆盖监控,每隔50米、共安装有184台户外广播系统,俗称“大声公”,可实现监控中心总部远程语言指挥桥面现场人员;该广播系统采用全天候设计,具有寿命长和良好的防雨性能。大桥主桥两侧每隔500米设有一部紧急电话分机,从而实现全方位、多种设备相结合的应急系统。

2019年3月18日,根据广东省人民政府关于南沙大桥车辆通行费收费标准有关问题批复内容,南沙大桥收费车型按中国国家统一标准进行分类:1至5类车收费系数分别为1、1.5、2、3、3.5,客车实行按次计费;东涌互通立交至海鸥岛互通立交段收费标准为18元/标准车次,海鸥岛互通立交至沙田互通立交段收费标准为24元/标准车次;货车实行完全计重收费,东涌互通立交至海鸥岛互通立交段基本费率为0.54元/吨千米,海鸥岛互通立交至沙田互通立交段基本费率为0.77元/吨千米;该收费标准在南沙大桥正式通车后实施。

南沙大桥在珠江西岸设东涌互通和海鸥岛互通,在珠江东岸设沙田互通与厚街互通。 海鸥岛站所在海鸥岛互通立交桥,位于大沙水道桥和坭洲水道桥的中间,坐落于番禺石楼镇海鸥岛沙南村内。

2019年4月4日,即清明节假期前一天,南沙大桥车流量超过10万辆次; 4月5日至7日(清明假期),南沙大桥日均车流量达到7.5至8万辆次。

南沙大桥需要在珠江入海口上方同时建设两座超千米级单跨的悬索桥,主塔高度相当于90层楼建筑;主桥下方是两条船舶密集的航道;整个桥梁建筑规模创下中国国内桥梁多项记录,工程生产施工复杂程度极高。

南沙大桥最大建设特点是采用“短线匹配法”工艺,将世界级工程搬上流水线,实现全桥节段箱梁的装配化预制拼装施工。大桥海鸥岛段线形很复杂,中引桥部分需在250米范围内将桥梁的横坡从2%变化到-3%。对于20米宽箱梁而言,每1%的变化是20厘米的相对高差,即整座大桥设计线形是肉眼可见的一种空间扭曲状,如一条游龙。这种曲线设计使拼装成桥的每一块节段箱梁都是不规则的,“短线匹配法”及其整个生产链技术整合可消除其中可能存在的误差。

南沙大桥墩顶节段梁包含横隔梁,如果整个箱梁构件采用一体式的方法预制,其重量将超过300吨,在陆地上用汽车吊进行墩顶梁的吊装风险过高;建设方采用“空心式墩顶块”方案,在工厂完成墩顶节段梁外壳预制,吊装至墩顶后再浇筑外壳填充部分的混凝土。

南沙大桥坭洲水道桥位于珠江主航道,过往船只川流不息,附近船厂、码头众多,距离上游50万伏高压电塔不足200米,施工环境复杂,且需要多种机械设备联合作业,安全风险大。建设方采用“拖轮分段牵引,江中平驳对接,绳索一次转换”方案完成先导索过江。 全桥钢铺装面积达13万平方米,是世界上单体热拌环氧沥青铺装面积最大的工程,热拌环氧沥青铺装工艺及技术要求苛刻,包括“四大结构层、六道工序”,单层累积作业面积达78万平方米,相当于110个足球场。

南沙东涌互通枢纽立交桥工程是南沙大桥全桥段的起点,需要8次跨越既有高速公路、6跨高压油气管线、5跨地铁、地下有3条高压油气管线、1穿既有高速公路、1穿高速铁路以及有11处万伏以上高压线,简称“86531111”工程。 其中,东涌互通A匝道6-8#墩因上跨广州地铁4号线以及3条高压油气管线,该段钢箱梁曲线半径小、桥面纵坡和横坡大,拼装节段和到位阶段梁段的前后高差达6.1米,落梁高度达1.6米。施工时既要保证地铁线的正常运营,又要克服无法在高压油气管线上方吊装施工的难题。

截至2019年3月26日,南沙大桥工程累计申报QC小组12个、工法8个、专利10个。

南沙大桥管理团队引入BIM项目管理模式,实现大跨径悬索桥项目管理创新,率先探索特大桥梁工程BIM+应用技术,在特大型桥梁工程BIM+应用模式、标准、平台等方面形成基于BIM的项目管理体系。该项成果已获2017年度中国公路学会科学技术一等奖。大桥项目全面启动中国国产盘条、主缆钢丝研究开发制造并首次大规模实桥成功应用,突破了1960兆帕钢丝和索股制造核心技术。

待南沙大桥建成通车后,从广州南沙到东莞行车距离可缩短10千米,从东莞到番禺行车时间可缩短30分钟,有利于缓解现有虎门大桥超负荷的车流量;不仅将为广州、深圳这两大城市增添一条快速通道,推动区域交通闭环的加速,更将串联起广州南沙自贸片区、东莞滨海湾新区、深圳大空港新城等重大平台,进一步推动区域间各类创新要素的加速顺畅流动,构筑创新闭环;对于促进区域间人流、物流等经济发展要素的快速流动,对于珠三角实现高质量发展、完善交通体系、打造国际一流湾区和世界级城市群意义深远。(东莞阳光网 评)


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