海南保亭县独塔单索面人行景观斜拉桥设计

刘耀宗

（林同棪国际（广州）工程咨询有限公司，广东广州 510170）

1 概述

保亭黎族苗族自治县位于海南岛中部五指山南麓，保城东河从保亭县城的东侧流过，该项目横跨保城东河，为城市专用人行桥。桥梁设计采用两跨独塔单索面斜拉桥体系，桥跨布置为32 m+32 m，计算跨径为31.36 m+31.36 m。桥塔高17.8 m，为圆柱混凝土结构。主梁横断面全宽4 m，行人通行宽度3.5 m（见图1）。

2 方案设计过程

该桥为城市专用人行桥，景观要求较高。综合比较后确定该桥设计为斜拉桥，独塔单索面，桥塔位于箱梁中间，塔墩梁固结。整座桥犹如一艘乘风破浪前进的航船，寓意不断开拓进取。为实现以上设计思路及特定的景观效果，从以下几个方面来阐述：

（1）桥塔方案设计

为体现纤柔之美，桥塔设计为不等粗圆柱结构，塔顶直径1 m，塔底直径1.5 m，塔高17.8 m，塔身贴以石质浅浮雕盘龙图案（具体纹饰待定），使桥塔既有柔美之姿，又兼具厚重质感。塔顶安装莲花灯饰，灯高2.4 m，桥塔如出水芙蓉，亭亭玉立，与两岸沿河莲花灯柱互相辉映，相得益彰。拉索每侧设置3根，梁体吊点间隔8.25 m。塔索刚柔相济，塔如桅杆，索如帆。

（2）护栏方案设计

护栏是该桥船体造型的重要部分。为了模仿船头造型，在桥头部位，栏杆向上翘起，高度由标准高度1 m渐变为2.7 m，变化过渡段长度为5.85 m。护栏采用轻钢造型，分节段预制，标准节段长度2 m。

（3）箱梁方案设计

由于该桥宽度较小，从侧面景观要求考虑，拉索索头需要隐藏，故箱体设计为双箱单室结构（见图2），室间距0.5 m。同时，在塔梁相接的地方，塔柱占用部分桥面宽度，如果不对此处桥面适当加宽，人流容易在此出现拥堵。综合考虑，在桥塔附近设计一圆形观景平台，桥塔每侧5.23 m范围内箱梁横向宽度由4 m逐渐变化为6.5 m，箱梁宽度由翼缘变化调整（见图3）。

（4）桥头莲花灯柱方案设计

桥头莲花灯柱是整座桥梁景观的重要组成部分，采用直径0.3 m的圆柱结构，柱高3.5 m，柱顶灯饰高0.7 m。立柱灯饰与主塔灯饰按比例缩放。

3 结构设计过程

该桥由于要求景观突出，从一定意义上来说，结构要服从景观，但是首先我们要强调桥梁本身的使用价值，要确保结构安全，经济性合理，所以，景观也不是完全至上的，要协调景观和结构的关系，使两者和谐共处。在结构细节上从以下几个方面来阐述：

（1）塔索锚固

图1 桥型布置图（单位：cm）

图2 箱梁一般断面图（单位：cm）

图3 箱梁加宽断面图（最大加宽处）（单位：cm）

图4 拉索区内部结构布置图（单位：mm）

首先，塔柱上段直径较小，锚抠槽对塔柱截面削弱较大；其次，索头较大，外露景观差；再次，影响塔柱外贴浅浮雕图案。基于以上3点，设计塔索锚固方式为铰销式连接，塔索连接处为锚固端，索梁连接处为张拉端。从塔顶向下3 m范围内，在塔柱外侧包裹一层20 mm厚的钢筒，钢筒分为3段，每段长为1 m，钢筒内壁沿圆周方向设置4排剪力钉，加强钢筒和混凝土的联系。每段筒内设置一道拉板，拉板伸出筒壁一定长度，在每端设置一个耳板。筒内每个拉板上，按上下位置打两排，共8个圆孔，孔内穿插剪力键钢筋（见图4）。通过以上措施，很好地解决了塔索锚固问题，取得了较好的景观效果。

（2）桥塔配筋

桥塔为钢筋混凝土柱体结构，承受拉力、压力和不同方向的弯矩及剪力。在配筋上除了沿塔身的主筋以外，还要配置一定数量的箍筋，由于塔顶钢筒内拉板的设置及塔梁固结处钢筋干扰，沿塔身通长配置螺旋箍筋是不现实的。因此，全塔设置单肢闭合箍筋。在承台顶以上4.9 m范围内箍筋间隔10 cm，其余处间隔15 cm。在塔顶钢筒设置范围内，如有箍筋与筒内拉板冲突，可不设箍筋。

（3）观景平台

圆形观景平台，直径6.5 m，箱梁宽度由4 m经圆曲线逐渐过渡，翼缘宽度最大达到1.25 m。在最大宽度处设置一道大横梁（见图3），横梁宽度0.8 m，起到支撑平台的作用。

（4）梁索连接处横梁设置

全桥共设置6处中横梁，分别对应6条拉索，两箱室间锚块下部与梁底齐平，锚块宽0.5 m，锚点距梁底0.35 m，锚头不外露出梁底面，从侧面看，锚块断面为梯形。箱室内横梁采用矩形断面，宽0.5 m，为使横梁施工方便，索力传递均匀，以锚点为中心，每侧分布0.25 m宽度。

（5）桥头灯柱设计

由于空间及地形限制，单独设立基础修建灯柱比较困难。因此桥头灯柱设置在桥台背墙上面，分列护栏外侧。灯柱为钢筋混凝土结构，柱高3.5 m，柱截面为圆形，直径0.3 m，柱体主筋深入背墙里面，以背墙为基础。背墙宽度0.4 m，灯柱侧边距背墙外缘均为5 cm。这样做，既保证了灯柱有坚实的基础，又节省了空间。

（6）结构计算

本次结构计算按城市专用人行桥计算，人群荷载取4.23 kN/m2设计。计算荷载包括恒载：结构自重、人行道铺装、护栏、灯饰、灯柱等；活载：温度力、风力、流水压力、混凝土收缩徐变等。

a.箱梁设计按A类预应力混凝土构件控制；

b.主塔及下部结构按照普通钢筋混凝土构件控制；

c.混凝土及预应力钢束、拉索结构按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）检算各项指标；

d.钢结构部件按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）检算各项指标。

4 结论

综合以上过程，该项目具备了下面4个特征：

（1）统一和谐

多样统一是形式美的一种高级形态，也是创造形式美的最高要求。从该项目来讲，桥梁周围环境复杂多样，既有姿态万千的建筑，又有形态各异的桥梁。该项目的加入，不仅与岸上莲花灯柱相呼应，也增加了桥梁组成的多样性，为周围环境增添了新的风景。总体来看，桥梁建筑自身及周边环境成为有机的整体，而不是杂乱无章，支离破碎。

（2）均衡稳定

中国美学家朱光潜先生曾说：“美的形体无论如何复杂，大概含有一个基本原则，就是平衡和匀称。”该项目对称均衡，通过它的外在形象所展示的体量就有一种均衡稳定感。整体结构具有稳重、庄严之美，而搭配的灯饰和护栏又有灵活、翔动的美。

（3）比例协调

比例在建筑艺术上是非常重要的。该桥塔高、柱径、灯饰大小经过多次比较筛选，在众多方案中选出合适比例的配合，再通过不同颜色之间的搭配，收到了良好的效果。

（4）特征鲜明

该桥建筑风格时代感强烈，配饰融入了民族地域风格。桥型简洁明快、轻巧纤细、连续流畅、融入自然。

[1]范立础.桥梁工程(上册)[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]和丕壮.桥梁美学[M].北京：人民交通出版社，1999.

[3]许秀平，彭卫.桥梁建筑美学特征与结构设计[J].金华职业技术学院学报，2004(3)：29-32.