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摘要：文章结合国道107官渡黄河大桥项目设计实例，从系统设计、安全设计、生态环保设计、工程美学、人性化设计、设计服务水平等方面，介绍了适合该项目的设计创新理念和具体工程措施，为其他项目创建品质工程提供参考借鉴。
关键词：品质工程;工程设计;评价指标;设计创新
中图分类号：U442.5文献标识码：A DOI： 10. 13282/j. cnki. wccst.2019. 12. 032
文章编号：1673 - 4874（2019）12 - 0116 - 03
0 引言
自2016年起，交通运输部在全国范围内开展了为期三年的公路水运品质工程示范创建活动，引导全行业扎实推进品质工程建设，推动行业技术进步，全面提升公路水运工程质量安全水平。《公路水运品质工程评价标准（试行）》对品质工程示范创建项目设置了工程设计、工程管理等七个一级评价指标，工程设计一级指标下又划分了系统设计、安全设计、生态环保设计、工程美学、人性化设计和设计服务水平六个二级指标。本文通过梳理国道107官渡黄河大桥项目品质工程示范创建过程中采取的设计理念及工程措施，从设计角度论述品质工程设计创新实践。
1 工程概况
国道107官渡黄河大桥项目，起于新乡市原阳县阳阿乡东，向南经靳堂乡、大宾乡跨越黄河后止于郑州市中牟县万滩镇，路线全长31. 775 km，按一级公路建设标准设计，双向六车道，设计速度为100 km/h。项目地理位置图见图1。其中，官渡黄河特大桥全长7 377 m，双向八车道，主桥上部结构为预应力混凝土连续箱梁，主跨跨径为125 m，采用挂篮悬臂浇筑工艺进行施工。2019年9月，项目通过了省级品质工程考核评价。
2 工程设计
2.1 系统设计
项目工可阶段，官渡黄河特大桥主桥开展了主跨125 m、150 m预应力混凝土连续箱梁桥和主跨550 m预应力混凝土双塔双索面漂浮体系斜拉桥全寿命周期技术经济论证分析，最终推荐了3联（75+5×125+75）m預应力混凝土连续箱梁桥方案。
设计单位在遵循国道107建设方案总体规划的前提下，结合沿线地形地貌、水文地质等自然条件以及沿线路网布局进行总体设计。项目位于黄河冲积平原，地势平坦，多为良田，土地和土方资源稀缺，在设计中合理降低路基高度，减少占地和土方。路基最大填高为9.61 m，填高>8 m的路段相对较少。
官渡黄河特大桥位于黄河花园口段，该段黄河属宽浅游荡性悬河，地质结构为粉砂、细砂层，河势游荡多变，主河槽摆动频繁，河道先冲刷后淤积特征明显。黄河特大桥引桥采用的50 mT梁桥可有效减少桩基础数量，经济技术指标高。
官渡黄河特大桥设计中充分考虑建养一体化要求，主桥采用体内体外混合配束设计方案，其中体外预应力钢束采用环氧涂层预应力钢绞线，空间上多根平行布置，实现可检、可修、单根可调可换的设计理念。体外束安装完成后的示意图见图2。体外束施工时须预留足够的放张长度，换索时用千斤顶单根放张，旧束完全松弛后取出夹片式锚具，然后抽出旧束穿入新束，锚固后完成单根换束。预留体外备用束以解决运营期间主梁下挠问题，改善上部结构受力。施工期间在主桥箱梁关键受力截面位置埋设应变传感器，监测施工期间箱梁受力状态，为运营期监测积累原始数据。项目建成后，箱梁内的应变传感器与外贴式应变传感器组成桥梁健康监测系统的长期应变监测元件，供评估桥梁结构工作状态及疲劳寿命使用。在精细化设计方面，项目设计组制订了《项目工作大纲》《技术规定》《专业勘测与调查工作大纲》及《设计工作大纲》等文件，明确了本项目总体设计目标、设计理念、设计原则以及各专业的任务及界面衔接。各专业定期进行专业间会审，通过专业之间的紧密衔接，达到了减少“错、漏、碰”的目的，并在专业设计中做必要的技术要求。
除3座大、中桥梁上部结构采用现浇箱梁外，其他桥梁上部结构设计均为装配式T梁、箱梁、空心板，归并了桥梁跨径，最大限度地实现了标准化、工厂化、装配化施工。
2.2 安全设计
项目重视安全设计，设计文件涵盖了交通标志（含里程碑、百米标、公路界碑）、交通标线（含轮廓标）、护栏（含防眩板、防撞垫）、警示黄闪灯、道口标柱等主要内容。项目根据拟定的路线平纵面指标，结合沿线互通立交、服务区、主线收费站、桥涵结构物以及平交口等布设情况，进行安全设施总体方案设计。本项目交通安全设施初步设计和施工图设计均通过了第三方安全性评价。
另外，由于本项目设计为一级公路，全线平面交叉多，在未设置信号灯控制的平面交叉口中央分隔带端部设置警示黄闪灯，提示主线车辆注意被交道路可能有车辆驶入，并在未设置信号灯控制的平面交叉口两侧的主线土路肩上设置道口标柱，一般道口每侧各设2个，每根间距2m。同时，还在平面交叉口前方设置突起型振动标线和前方路口减速慢行标志牌，提醒驾驶员减速慢行。
2.3 生态环保设计
项目前期委托专业机构编制了《环评影响报告》《黄河湿地省级自然保护区影响专题报告》《生态环境影响专题评价报告》和《水土保持方案报告》等，设计完全遵循评价报告及其批复结论。
为防范危险化学品运输事故带来的环境风险，本工程对跨越黄河特大桥设置桥面径流收集系统，并在桥头两端分别设置收集池，通过径流收集管道将桥面径流引入收集池（见图3）。通过桥面径流收集管道和收集池可在降雨期间收集污染物浓度较高的初期雨水，而且一旦在黄河特大桥发生运输事故，也可收集泄漏的危险品，避免危险品直接排入黄河，造成污染。
工程推荐线位经过拟划定的饮用水源二级保护区，对该水源保护区范围内实施禁止排放污水等措施，并禁止设置施工营地、拌和站、取土场、弃渣场等临时工程用地，避免对水源保护区造成污染。
本项目路面上、中面层采用了环保型改性沥青混凝土，不仅减少高温永久形变，还提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化及抵抗低温开裂性能。此外，环保型改性沥青混凝土可降低20℃～30℃的沥青混合料拌和温度，大大降低了能耗。 房建工程根据需求，对建筑单体平面功能、面积和场区进行合理的布局设计。在绿色节能方面，建筑墙体采用自保温加气块材料，外窗玻璃采用中空玻璃，服务区采用中水回用系统，可用于绿化灌溉、冲厕和洗车等。收费站采用污水处理系统。
2.4 工程美学
河南文化积累深厚，为华夏文明之根源。中原文化重“和”，讲究兼容并包，反映到桥梁景观设计中便是桥梁景观与大地或城市景观尺度的和谐的研究，即桥梁景观的地形、地貌的匹配，桥梁景观对文化环境的尊重与共生及桥梁建设对建设地点的自然原生景观的保护等。
桥梁景观如何表达河南丰富的文化内涵是设计思考的重点。官渡黄河特大桥设计时以尊重自然、因地制宜的思路为前提，强调人与自然的和谐相处，采用多联长跨连续箱梁桥，造型简约、大方，长联凸显气势雄伟，同黄河协调统一、相得益彰。工程航拍见图4。
本项目景观设计指导思想为四季常绿、三季有花、层次分明和季相突出。以当地现有或者适宜种植的苗木做基调树种，适当选用珍贵植物作为点缀，使季相更加突出，提升品质与视觉效果。同时沿蒸发池周边种植水生植物，使绿化景观层次更加丰富。力争做到一站一景，一园一貌。
2.5 人性化设计
为保障沿线居民正常耕作及出行，项目根据涵洞、通道、桥梁等构造物及平交口的布置情况，在不破坏原有路网及排灌系统的情况下，对部分被交道路和沟渠，结合实际情况进行了适当改移，从而使原有的道路和沟渠得到充分的使用。外业中认真调查落实交叉及排水设施的位置与数量，记录道路的使用情况、宽度、路面情况等信息，并征求沿线地方和群众的意见。设计中坚持“以人为本”的理念，尽可能做到方便沿线群众正常的生产、生活及交往需要。
服务区建筑外观结合当地文化特色，场区设置美观、有特色的植物，打造飘香公厕，立体解决公厕问题。同时设置超市、餐厅、加油站、住宿等基建设施方便来往车辆。此外，加强养护工区和服务区一体化管理，加快环境建设，拓展服务功能，增设羽毛球场、篮球场等运动场所和健身设施丰富管理人员业余生活，并建设公共信息平台，安装电子显示屏和监控设备，营造优美、便利、舒适的服务环境。
2.6 设计服务水平
设计单位积极配合上级行政部门进行对初步设计和施工图设计文件的审查，并根据审查意见完善设计。施工图设计完成后，及时派项目组主要设计人员向施工单位进行技术交底。工程开工后，设计单位组成由主要设计人员参加的设计代表组，做好施工期间重大设计方案论证、质量控制，并定期安排项目总负责人和主要分项负责人赴现场进行设计回访，一方面督促检查现场设计代表的工作，现场解决疑难技术问题;另一方面与建设单位、监理单位、施工单位座谈，征求对设计工作的意见，以指导后续服务工作，提高项目建设质量。
3 结语
工程设计是品质工程评价标准的重要考核內容，国道107官渡黄河大桥项目设计团队在设计过程中积极响应评价指标，因地制宜地采取合适的工程措施，为本项目建设优质耐久、安全舒适、经济环保、社会认可的品质工程提供了强有力的技术保障。
参考文献
[1]张秋信，姚琨.平塘特大桥品质工程创新实践[J].公路，2019（9）：4-7.
[2]肖海健.浅谈高速公路品质工程创建工作思路[J].广东交通职业技术学院学报，2018（6）：71- 74.
[3]吕小武，吕维前，魏金彬.郑州机场至周口西华高速公路二期工程品质工程创新实践[J].公路交通科技（应用技术版），2018（8）：1 -6.
[4]游晓英.浅析祁离高速公路品质工程设计[J].山西交通 科技，2018（12）：51- 53.
[5]赵卫东.品质工程在运宝黄河大桥设计中的探索与实践[J].山西交通科技，2019（4）：42 - 45.
作者简介：刘福顺（1979-），高级工程师，研究方向：道路桥梁设计与研究;
申成岳（1985-），工学硕士，工程师，研究方向：桥梁结构与结构分析理论。
关键词：品质工程;工程设计;评价指标;设计创新
中图分类号：U442.5文献标识码：A DOI： 10. 13282/j. cnki. wccst.2019. 12. 032
文章编号：1673 - 4874（2019）12 - 0116 - 03
0 引言
自2016年起，交通运输部在全国范围内开展了为期三年的公路水运品质工程示范创建活动，引导全行业扎实推进品质工程建设，推动行业技术进步，全面提升公路水运工程质量安全水平。《公路水运品质工程评价标准（试行）》对品质工程示范创建项目设置了工程设计、工程管理等七个一级评价指标，工程设计一级指标下又划分了系统设计、安全设计、生态环保设计、工程美学、人性化设计和设计服务水平六个二级指标。本文通过梳理国道107官渡黄河大桥项目品质工程示范创建过程中采取的设计理念及工程措施，从设计角度论述品质工程设计创新实践。
1 工程概况
国道107官渡黄河大桥项目，起于新乡市原阳县阳阿乡东，向南经靳堂乡、大宾乡跨越黄河后止于郑州市中牟县万滩镇，路线全长31. 775 km，按一级公路建设标准设计，双向六车道，设计速度为100 km/h。项目地理位置图见图1。其中，官渡黄河特大桥全长7 377 m，双向八车道，主桥上部结构为预应力混凝土连续箱梁，主跨跨径为125 m，采用挂篮悬臂浇筑工艺进行施工。2019年9月，项目通过了省级品质工程考核评价。
2 工程设计
2.1 系统设计
项目工可阶段，官渡黄河特大桥主桥开展了主跨125 m、150 m预应力混凝土连续箱梁桥和主跨550 m预应力混凝土双塔双索面漂浮体系斜拉桥全寿命周期技术经济论证分析，最终推荐了3联（75+5×125+75）m預应力混凝土连续箱梁桥方案。
设计单位在遵循国道107建设方案总体规划的前提下，结合沿线地形地貌、水文地质等自然条件以及沿线路网布局进行总体设计。项目位于黄河冲积平原，地势平坦，多为良田，土地和土方资源稀缺，在设计中合理降低路基高度，减少占地和土方。路基最大填高为9.61 m，填高>8 m的路段相对较少。
官渡黄河特大桥位于黄河花园口段，该段黄河属宽浅游荡性悬河，地质结构为粉砂、细砂层，河势游荡多变，主河槽摆动频繁，河道先冲刷后淤积特征明显。黄河特大桥引桥采用的50 mT梁桥可有效减少桩基础数量，经济技术指标高。
官渡黄河特大桥设计中充分考虑建养一体化要求，主桥采用体内体外混合配束设计方案，其中体外预应力钢束采用环氧涂层预应力钢绞线，空间上多根平行布置，实现可检、可修、单根可调可换的设计理念。体外束安装完成后的示意图见图2。体外束施工时须预留足够的放张长度，换索时用千斤顶单根放张，旧束完全松弛后取出夹片式锚具，然后抽出旧束穿入新束，锚固后完成单根换束。预留体外备用束以解决运营期间主梁下挠问题，改善上部结构受力。施工期间在主桥箱梁关键受力截面位置埋设应变传感器，监测施工期间箱梁受力状态，为运营期监测积累原始数据。项目建成后，箱梁内的应变传感器与外贴式应变传感器组成桥梁健康监测系统的长期应变监测元件，供评估桥梁结构工作状态及疲劳寿命使用。在精细化设计方面，项目设计组制订了《项目工作大纲》《技术规定》《专业勘测与调查工作大纲》及《设计工作大纲》等文件，明确了本项目总体设计目标、设计理念、设计原则以及各专业的任务及界面衔接。各专业定期进行专业间会审，通过专业之间的紧密衔接，达到了减少“错、漏、碰”的目的，并在专业设计中做必要的技术要求。
除3座大、中桥梁上部结构采用现浇箱梁外，其他桥梁上部结构设计均为装配式T梁、箱梁、空心板，归并了桥梁跨径，最大限度地实现了标准化、工厂化、装配化施工。
2.2 安全设计
项目重视安全设计，设计文件涵盖了交通标志（含里程碑、百米标、公路界碑）、交通标线（含轮廓标）、护栏（含防眩板、防撞垫）、警示黄闪灯、道口标柱等主要内容。项目根据拟定的路线平纵面指标，结合沿线互通立交、服务区、主线收费站、桥涵结构物以及平交口等布设情况，进行安全设施总体方案设计。本项目交通安全设施初步设计和施工图设计均通过了第三方安全性评价。
另外，由于本项目设计为一级公路，全线平面交叉多，在未设置信号灯控制的平面交叉口中央分隔带端部设置警示黄闪灯，提示主线车辆注意被交道路可能有车辆驶入，并在未设置信号灯控制的平面交叉口两侧的主线土路肩上设置道口标柱，一般道口每侧各设2个，每根间距2m。同时，还在平面交叉口前方设置突起型振动标线和前方路口减速慢行标志牌，提醒驾驶员减速慢行。
2.3 生态环保设计
项目前期委托专业机构编制了《环评影响报告》《黄河湿地省级自然保护区影响专题报告》《生态环境影响专题评价报告》和《水土保持方案报告》等，设计完全遵循评价报告及其批复结论。
为防范危险化学品运输事故带来的环境风险，本工程对跨越黄河特大桥设置桥面径流收集系统，并在桥头两端分别设置收集池，通过径流收集管道将桥面径流引入收集池（见图3）。通过桥面径流收集管道和收集池可在降雨期间收集污染物浓度较高的初期雨水，而且一旦在黄河特大桥发生运输事故，也可收集泄漏的危险品，避免危险品直接排入黄河，造成污染。
工程推荐线位经过拟划定的饮用水源二级保护区，对该水源保护区范围内实施禁止排放污水等措施，并禁止设置施工营地、拌和站、取土场、弃渣场等临时工程用地，避免对水源保护区造成污染。
本项目路面上、中面层采用了环保型改性沥青混凝土，不仅减少高温永久形变，还提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化及抵抗低温开裂性能。此外，环保型改性沥青混凝土可降低20℃～30℃的沥青混合料拌和温度，大大降低了能耗。 房建工程根据需求，对建筑单体平面功能、面积和场区进行合理的布局设计。在绿色节能方面，建筑墙体采用自保温加气块材料，外窗玻璃采用中空玻璃，服务区采用中水回用系统，可用于绿化灌溉、冲厕和洗车等。收费站采用污水处理系统。
2.4 工程美学
河南文化积累深厚，为华夏文明之根源。中原文化重“和”，讲究兼容并包，反映到桥梁景观设计中便是桥梁景观与大地或城市景观尺度的和谐的研究，即桥梁景观的地形、地貌的匹配，桥梁景观对文化环境的尊重与共生及桥梁建设对建设地点的自然原生景观的保护等。
桥梁景观如何表达河南丰富的文化内涵是设计思考的重点。官渡黄河特大桥设计时以尊重自然、因地制宜的思路为前提，强调人与自然的和谐相处，采用多联长跨连续箱梁桥，造型简约、大方，长联凸显气势雄伟，同黄河协调统一、相得益彰。工程航拍见图4。
本项目景观设计指导思想为四季常绿、三季有花、层次分明和季相突出。以当地现有或者适宜种植的苗木做基调树种，适当选用珍贵植物作为点缀，使季相更加突出，提升品质与视觉效果。同时沿蒸发池周边种植水生植物，使绿化景观层次更加丰富。力争做到一站一景，一园一貌。
2.5 人性化设计
为保障沿线居民正常耕作及出行，项目根据涵洞、通道、桥梁等构造物及平交口的布置情况，在不破坏原有路网及排灌系统的情况下，对部分被交道路和沟渠，结合实际情况进行了适当改移，从而使原有的道路和沟渠得到充分的使用。外业中认真调查落实交叉及排水设施的位置与数量，记录道路的使用情况、宽度、路面情况等信息，并征求沿线地方和群众的意见。设计中坚持“以人为本”的理念，尽可能做到方便沿线群众正常的生产、生活及交往需要。
服务区建筑外观结合当地文化特色，场区设置美观、有特色的植物，打造飘香公厕，立体解决公厕问题。同时设置超市、餐厅、加油站、住宿等基建设施方便来往车辆。此外，加强养护工区和服务区一体化管理，加快环境建设，拓展服务功能，增设羽毛球场、篮球场等运动场所和健身设施丰富管理人员业余生活，并建设公共信息平台，安装电子显示屏和监控设备，营造优美、便利、舒适的服务环境。
2.6 设计服务水平
设计单位积极配合上级行政部门进行对初步设计和施工图设计文件的审查，并根据审查意见完善设计。施工图设计完成后，及时派项目组主要设计人员向施工单位进行技术交底。工程开工后，设计单位组成由主要设计人员参加的设计代表组，做好施工期间重大设计方案论证、质量控制，并定期安排项目总负责人和主要分项负责人赴现场进行设计回访，一方面督促检查现场设计代表的工作，现场解决疑难技术问题;另一方面与建设单位、监理单位、施工单位座谈，征求对设计工作的意见，以指导后续服务工作，提高项目建设质量。
3 结语
工程设计是品质工程评价标准的重要考核內容，国道107官渡黄河大桥项目设计团队在设计过程中积极响应评价指标，因地制宜地采取合适的工程措施，为本项目建设优质耐久、安全舒适、经济环保、社会认可的品质工程提供了强有力的技术保障。
参考文献
[1]张秋信，姚琨.平塘特大桥品质工程创新实践[J].公路，2019（9）：4-7.
[2]肖海健.浅谈高速公路品质工程创建工作思路[J].广东交通职业技术学院学报，2018（6）：71- 74.
[3]吕小武，吕维前，魏金彬.郑州机场至周口西华高速公路二期工程品质工程创新实践[J].公路交通科技（应用技术版），2018（8）：1 -6.
[4]游晓英.浅析祁离高速公路品质工程设计[J].山西交通 科技，2018（12）：51- 53.
[5]赵卫东.品质工程在运宝黄河大桥设计中的探索与实践[J].山西交通科技，2019（4）：42 - 45.
作者简介：刘福顺（1979-），高级工程师，研究方向：道路桥梁设计与研究;
申成岳（1985-），工学硕士，工程师，研究方向：桥梁结构与结构分析理论。