吴越路尚贤河桥九跨连拱结构与景观设计

刘钢波 ，许 莉

（无锡市政设计研究院有限公司，江苏 无锡 214001）

1 概述

吴越路是位于无锡市太湖新城内的一条东西向主干路，由蠡湖大道至京杭运河，全长约9.5 km，处于太湖新城的中心位置，贯穿在太湖新城东西的创意山水轴中，是将西部的科教产业园、东部的国际科技园及新城中心区连接起来的重要纽带，是凸现太湖新城形象的景观大道。尚贤河桥是吴越路跨越无锡新行政中心南侧尚贤河湿地公园主河道的一座标志性桥梁，景观要求非常高。图1为尚贤河桥区位图。

图1 尚贤河桥区位图

2 桥梁构思

尚贤河桥位于太湖新城重要的城市景观路——吴越路上，位于规划行政中心南侧，是新行政中心南侧尚贤河湿地公园内的一座标志性桥梁，桥梁结构与周围环境的协调尤为重要。

尚贤河桥平面位于直线上，道路中心线与河道中心线正交，尚贤河以现有河道为基础，扩展水面，桥位处规划河面宽145 m，先建桥后挖河。桥梁净空须满足等外级航道要求（满足小型游船通过）。尚贤河桥的设计要同时考虑吴越路的景观及行政中心的布局，桥型还需与周边环境、地块功能相协调。由于桥位北侧与行政中心大楼隔水相望，水面宽阔，周围环境优美，但缺少视觉焦点，也缺少对行政中心大楼的体量平衡结构，因此可采用强调法，突出桥梁建筑，使其与北处行政大楼有一定的体量平衡效应，成为湿地公园内的视觉焦点。

本次设计以“传承历史，发扬传统，体现现代文明”为设计主题，力求将尚贤河桥建设成和谐、生态、富有文化内涵的艺术性的桥梁。根据尚贤河桥的基本建设条件，以满足造型要求为重点，结合功能要求，进行桥型的构思。

桥型构思：九孔连拱——古朴、典雅、大气，充分体现无锡特有的人文景观和丰厚的文化底蕴。

“小桥、流水、人家”表达了无锡水乡典雅的境界，也是无锡水乡文化的内涵与浓缩。无锡这座古老的城市有着丰富的文化底蕴，同时也充满了开放与发展的活力，他依伴太湖，宛如湖畔上一颗璀璨的明珠。桥是无锡的宝贵资源，是构成水乡独特魅力的重要因素。此次尚贤桥的设计也正是今天对无锡桥文化的延伸与拓展。由于桥处于太湖新城的中心位置，有着自然景观与人文景观相结合的城市空间形态，对桥梁造型与周边环境有机的协调构思与设计，在塑造城市整体形象中起着重要的作用。本次设计正是本着这一理念，以挖掘文化、协调环境、拓展功能、构造牢固、造型优美、桥梁创新为原则，构思创意了“水乡韵”的桥梁主题。

3 桥梁结构设计

3.1 总体布置

尚贤河桥为双幅桥梁，两幅桥梁间隔距离55.5 m，对称布置，每幅桥梁均为（12.95+15.93+17.98+20.03+22.0+20.03+17.98+15.93+12.95）m的九孔连拱，净矢跨比均为1/2，桥梁总长167.04 m。桥梁最大纵坡3.0%，凸曲线半径为1 000 m，机动车道桥面横坡为1%，人行道及非机动车道横坡为1.5%。单幅桥横向布置为：2.0 m（人行道）+3.0 m（非机动车道）+2.0 m（机非隔离带）+14.5 m（机动车道）+1.25 m（安全带）=22.75 m（单幅桥面全宽）。图2为桥梁总体布置立面图，图3为桥梁建成后实景图。

图2 大桥立面图

图3 大桥实景图

3.2 上部结构

桥梁上部结构为九孔钢筋混凝土拱板，其中中间3孔拱板厚度为65 cm，其余各跨拱板厚度为60 cm。拱上建筑有侧墙、护拱及拱上填料，填料以上为沥青桥面，其中机动车道桥面为4 cm沥青玛蹄脂碎石+8 cm粗粒式沥青混凝土桥面；非机动车道桥面为4 cm AC-13C沥青混凝土+6 cm AC-20C沥青混凝土。侧墙为C30钢筋混凝土结构，侧墙厚度由150 cm变化至50 cm。拱背设C15片石混凝土护拱，各护拱与拱板之间采用1 cm油毛毡垫层隔离。各桥墩处横桥向护拱顶面设5%横坡，并采用排水管将拱内积水排至拱外。护拱顶面及没有护拱的拱板顶面采用聚合物防水层涂刷3层。

3.3 下部结构

桥台设3排直径1.20 m的钻孔桩基础，采用梅花形布置。桥墩采用两排直径为1.20 m的钻孔桩基础。

3.4 施工方法

步骤一：平整场地，施工下部结构。

义山近体，辟绩重重，长于讽喻。中有顿挫沉着，可接武少陵者，故应为一大宗。后人以温李并称，只去其秾丽相似，其实风骨各殊也。

步骤二：搭设拱板支架，对支架进行预压。

步骤三：（1）在支架上对称浇筑各孔左右部分拱板，每孔拱板留拱顶2 m后浇带。（2）单孔拱板浇筑须左右对称，且单孔拱板混凝土浇筑必须在混凝土初凝之前全部结束。

步骤四：由边孔向中孔依次对称浇筑拱顶后浇带，最后浇筑中跨后浇带混凝土。

步骤五：（1）从边孔向中孔对称连续施工各拱第一部分侧墙和护拱。（2）待每跨拱板上第一部分侧墙和护拱浇注完成，并在侧墙和护拱混凝土强度达到设计强度的100%后，进行第一批拱腹填料（12%灰土）的施工，拱腹填料要求分层填筑并压实，第一批填料填筑至已施工完成的第一部分侧墙顶面以下20cm位置处。（3）开始拆除拱肋支架。

步骤六：从边孔向中孔对称施工剩余部分侧墙。在第二批侧墙混凝土强度达到设计强度后，从边孔向中孔对称填筑剩余部分腹拱填料。

步骤七：最后进行桥面系、桥梁外装饰等附属设施的施工。

3.5 结构计算

该桥为九跨钢筋混凝土连拱结构，结构计算采用桥梁博士程序进行建模分析。桥梁下部墩台支点采用各节点的弹性刚度进行模拟。拱上建筑采用虚拟竖向杆件与桥面单元及主拱圈进行连接，拱上建筑单元仅传递轴力。根据计算得到各拱圈的内力，并对各内力进行最不利组合。根据组合内力结果进行各拱圈的配筋设计，最后对各截面进行承载能力及裂缝宽度的验算。

4 桥梁景观设计

（1）桥跨布置比例的分析

桥梁孔径的布置比例关系直接影响桥梁的建筑外形，实腹式拱桥一般常用等比和等差级数两种方案。该桥在确定桥跨前按上述两种方案进行了详细比较。第一方案以等比变化进行布跨，并以0.85～0.95的比例进行了分析，最终结合桥梁的总长采用0.88的比例成图最为适宜，即桥孔跨度布置为（10.8+12.3+13.9+15.8+18+15.8+13.9+12.3+10.8）m；第二方案以等差变化进行布跨，并以1.5～2.5 m的等差数进行分析，最终通过比较采用1.9m作为等差级数得到较好的桥孔布置效果，即桥孔跨度布置为（10.4+12.3+14.2+16.1+18+16.1+14.2+12.3+10.4）m，如图4所示。

图4 分跨比较图

在上述等差和等比级数比例的比较中，虽然两者跨度基本相差不多，但等比变化的桥梁跳跃感更强烈。由于桥梁总长较长、纵坡大，等比变化分跨的桥梁拱上侧墙厚度变化亦显得突出，尤其对于跨度大的桥梁，上述特征更加明显。采用差级数变化的桥梁，桥跨韵律强，且拱上侧墙高度比较均匀，因此尚贤河桥桥跨最终采用上述等差级数进行布跨。上述桥孔等差比例基本循着…11∶13∶15∶17∶19∶17∶15∶13∶11…的比例关系，此比例与颐和园十七孔桥的分跨比例相同。

（2）桥墩与桥孔的比例分析

桥墩连接着各个桥孔，在虚实的变化中，其地位尤为突出，桥墩与桥孔的关系若处理不当将直接影响桥梁的整体景观效果。桥墩轻薄，则桥梁整体轻巧活泼；桥墩厚重，则整体凝重严肃。要做到每一份“颜色”恰到好处，桥墩与拱圈跨径的比例不断比较才能够得出。考虑该桥体量对远处建筑的平衡作用，则桥体虚实比例不宜太大。该桥设计时对桥墩宽度与桥孔跨径的比例关系进行了详细的分析。分析数据由1/4至1/10均采用了放样分析，最后得出结论，对于尚贤河桥这种多跨的中小跨度的桥梁采用1/6到1/8较为合适。该桥桥墩厚度基本在2.05～2.40 m之间变化，突出了桥梁的凝重浑厚感，但并不显得笨重。

（3）桥梁立面装饰设计

为了更能体现出现代上承式中小跨径的钢筋混凝土拱桥的古朴及庄重，此类拱桥一般采用石材进行贴面。尚贤河桥亦采用了石材进行装饰，装饰设计主要分为两大部分，包括桥体的石材贴面装饰及石材小品点缀。如图5所示，对钢筋混凝土拱圈及桥体侧面采用石材贴面。

图5 桥体贴面装饰图

为了增添桥梁外立面活力，且弱化墩身尺寸，本设计在每个承台顶面设有跳跃的花岗岩雕制的能喷水鲤鱼；每个桥墩侧面设有一个吸水兽头。两种小品的设置不仅增加桥梁的古朴感，更增添桥梁静中有动的情趣，如图6所示。

图6 桥墩装饰实景图

5 结语

吴越路尚贤河桥作为无锡市新行政中心南侧尚贤河湿地公园内的一座标志性桥梁，拱式建筑艺术呈现华夏民族特色，既体现了无锡历史文化名城的风韵，又象征着太湖新城的蓬勃发展，建成后的尚贤河桥构成了太湖新城的又一亮点。