浅谈采动区抗变形框架桥的景观设计

朱玉晓 贺创等

摘 要：钢筋混凝土组合框架桥因结构刚度大、抗变形能力强，广泛用于采动区桥梁的建设，但是框架桥结构粗笨、外形单调、整体缺乏变化，很难与周围环境相适应。文章以淮南矿业集团潘北煤矿的泥河桥为研究背景，根据桥梁设计原则，从桥梁整体造型美化、局部功能修饰等探讨框架桥的景观设计。

关键词：采动区；框架桥；组合箱体；景观设计

我国许多资源型城市周边埋藏着丰富的矿产资源，地下矿产的开采将引起地表移动大变形，形成开采沉陷区，极大影响区域内道路和桥梁工程的正常使用，甚至带来安全隐患。理论研究和工程实践均证明[1-2]，组合框架桥是采动区地表移动大变形条件下首选的桥梁结构。组合框架桥纵横向由多个独立的钢筋混凝土框架组成，根据需要，可以做成不同宽度和跨度的组合，框架之间设抗变形缝相连，这种结构具有抵抗地表大变形的能力，在矿区得到大量的使用。但是，框架桥结构粗犷、外形单调、色调灰暗、整体缺乏变化的特点，很难与周围的环境相适应。为了进一步拓宽抗变形框架桥的应用范围，在桥梁设计过程中，有必要进行桥梁的美化设计。文章以淮南矿业集团潘北煤矿的泥河桥为例，探讨在满足桥梁功能的前提下，如何进行整体造型美化和局部功能修饰。

1 桥梁概况

潘北煤矿隶属于淮南矿业（集团）公司，是淮南矿业集团实施“建大矿、办大电、做资本”发展战略、打造大型煤电基地、建设亿吨级生态矿区的组成部分。泥河桥位于潘北煤矿对外交通要道之上，担负着矿井对外交通和地销煤外运的重要任务。该桥是按地表下沉4.3m及其对应地表移动变形（曲率变形为0.06×10-3/m2，倾斜变形为11.3mm/m）设计的抗采动变形组合式钢筋混凝土框架桥。桥体总长为96.2m，纵向由2排共18个抗变形钢筋混凝土箱体组合而成，总宽为14.15（2×7+0.15）m，桥梁两端各设2×2个箱体，尺寸均为10×7×8m（长×宽×高），中间2×5个箱体的尺寸均为11×7×10m，箱体间的纵、横向变形缝宽度均为15cm。建成后的桥梁见图1。

由于桥梁设计时，主要考虑功能和结构安全，致使建成后的桥梁在跨越河流时高高隆起，结构虽然对称简洁，但是外形单一、色调灰暗、结构粗笨，毫无美感，与周围的田园环境格格不入。

2 景观设计的原则

桥梁设计，既是一种工程设计，也是一种艺术。桥梁工程在满足交通功能的前提下，应力求安全可靠、适用耐久、经济合理、造型美观、环境协调，以求达到最大的投资效益。现代桥梁的发展，对桥梁建筑艺术提出了更高的要求，即要将景观设计理念溶于桥梁工程设计的全过程。拱桥是我国具有民族特色的传统桥型，以其优美的曲线和刚劲有力的形态，加之其散发的人文情怀，一直备受人们的青睐[3]。因此，在组合箱体框架桥的设计过程中，若融入拱桥的美学思想及景观设计理念，将大大提升抗变形框架桥的美感，扩大应用范围。

3 抗变形框架桥的景观设计

3.1 整体造型美化

桥身外观采用拱型设计，以弧形设计元素及流线形线条，呈现出动态韵律的空间美感。突破了常规框架桥单一、沉闷的形式，将传统元素运用现代手法重构，结合桥梁结构特点，从科技与美学角度出发，进行造型及空间层次的塑造。通过寓方于圆的结合，将桥型块面与线条的穿插，衔接并贯穿于弧形跨越之间，形成通透明朗的空间氛围，与周围环境和谐统一，实现景观和交通的有机结合。

同时，通过材质与肌理的对比与统一，以及色调的冷暖协调，使桥梁空间造型得到充分体现。桥身采用简洁而精细的细条竖向排列的装饰手法，材质可选用石材或铝板，并可调整色彩，融明快单纯于沉着统一的色调组合，使得整体造型开阔且充满现代感。简洁流畅的线条、精美灵动的造型，一系列设计元素体现出的律动感和时代感，给人以强烈的视觉美感，成为城市景观一道亮丽的风景线。

3.2 局部功能修饰

在拱型两端弧形转角处，采用圆润的流线结构，将弧形曲线与利落直线立体衔接，一方面侧墙阻水有效降低；另一方面使视觉重心下移，整个桥体愈发显得简洁稳健。同时，多个拱型顺势阵列相连，造就了独具特色的动感格调，外观简约大方、整洁明朗、兼容并蓄，具有装饰性和实用性的双重功效。

组合框架桥经过整体造型美化和局部功能修飾后（见图2），线条简洁流畅、造型飘逸灵动，实现了桥体与周围环境的和谐统一。

4 结束语

文章进行的景观设计，仅是结合拱桥对抗变形框架桥的外形、顶板、侧墙端部等进行美化。具体到一座框架桥，还应结合桥梁规模、构造特点、所处环境等进行多样的景观设计。因为抗变形桥梁在运营过程中，还将继续经历大幅度的地表变形，故景观设计应做好抗变形措施。

参考文献

[1]于广云，夏军武，王东权.采动区铁路桥沉陷加固治理[J].中国矿业大学学报，2004，33（1）：59-61.

[2]夏军武，于广云，吴侃，等.采动区桥体可靠性分析及抗变形技术研究[J].煤炭学报，2005，30（1）：17-21.

[3]贾艳敏，唐军斌，于广龙.园林中拱桥的景观设计研究[J].桥梁建设，2013，43（1）：94-94.