甲南大道跨月湖桥方案设计

2017-03-28奚灵智李小刚姚永丁

城市道桥与防洪 2017年2期

关键词：梁高弦月月湖

奚灵智，陈骥，李小刚，姚永丁

（华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州 310014）

甲南大道跨月湖桥方案设计

奚灵智，陈骥，李小刚，姚永丁

（华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州 310014）

甲南大道跨月湖桥位于台州湾产业集聚区月湖核心区域，承担的不仅是交通上的功能，更是能体现“人性化、现代化和景观化”桥梁建筑结构设计理念。桥梁结构选型、方案构思及设计综合考虑桥梁的功能、周边规划、景观造型、台州海洋文化等因素，构思了“海上升明月”和“飞跃梦想”两个主题方案，采用含有拱元素的桥型方案，整体营造桥梁“融于城、隐于绿”的生态意境。

桥梁造型；拱桥；方案设计

1 工程概况

甲南大道位于台州湾循环经济产业集聚区东部新区内，贯穿东部新区最大的人工湖－月湖。道路所在区域是台州湾循环经济产业集聚区的公共中心，同时更是台州市城市远景副中心、片区主中心；是集商务、商业、文化、科研、生态居住、休闲娱乐等功能于一体的核心区域。甲南大道不仅要满足基本的交通通行功能，更重要的是立足区域整体发展理念，体现包容与多元，宣扬生态与低碳，倡导绿色与生态，综合打造“通往东海之滨的生态景观大道”。

甲南大道西起聚洋大道，向东跨月湖，至十一塘坝，全长约2560m，双向6车道，道路宽度50m，设计车速50hm/h，为东西向城市主干道，见图1。道路横断面为：3.5m(人行道)+3.5m(非机动车道)+2.5m(机非隔离带)+12.0m(车行道) +7.0m(中央分隔带)+12.0m(车行道)+2.5m (机非隔离带)+3.5m(非机动车道)+3.5m(人行道)，见图2。

图1 甲南大道平面布置图

图2 道路横断面图（单位：m）

2 主要设计技术标准

（1）设计荷载：城-A级；

（2）人群荷载：3.0kN/m2;

（3）月湖规划：常水位2.0m，甲南大道跨越月湖宽度约为460m；

（4）桥面宽度：与道路横断面保持一致及根据桥型方案调整；

（5）防洪水位：50a一遇洪水位2.85m；

（6）通航标准：准Ⅶ级，游船通行。

3 桥梁结构选型分析[1-7]

桥梁方案构思应于区域内的规划相结合，使得两者和谐统一，融为一体。月湖西岸作为商务休闲区域，规划有280m高的水晶大厦、220m高的滨海大厦，分布罗列了滨海酒店、台州之眼海洋雕塑、文化艺术展馆等标志性建筑，建筑体量大，桥梁整体体量与其相比，此城不可争锋，大跨、高塔的桥梁结构在此并不合适；月湖东岸作为文化艺术区域，规划有美术展览馆、文化游廊、音乐厅等较低建筑，桥梁应与其相互融合，相互辉映。同时，作为跨湖桥梁，应体现自然、和谐、简约、灵动、富有韵律，在整体结构尺寸上不宜过大，防止破坏区域内的和谐气氛。

甲南大道跨湖桥桥位处原为滩涂，经吹填形成，淤泥层较厚，地质条件相对较差。桥梁位于月湖湖面上，需考虑道路接线标高、湖面标高对桥梁的影响，选择的桥型一定要考虑其适用性和协调性。月湖中岛屿将跨月湖桥一分为二，如何使得桥梁与岛屿相融合、桥梁与桥梁本身如何连续不被割断。考虑到本区域的整体规划与景观特点，甲南大道跨月湖桥将拱桥作为首选。

4 望月桥-弦月桥方案设计

4.1 方案构思—“海上升明月”

“海上升明月，天涯共此时。”唐代诗人张九龄的《望月怀远》脍炙人口，犹以这两句最为世人所推崇。明月自古以来为文人墨客所歌颂，她皎洁无暇、冰清玉洁，象征着纯洁、自然、美丽。

本方案构思源于海上弦月，海上冉冉升起的上弦明月，意境唯美，令人心旷神怡。主拱采用上下双叠拱，犹如星空中一轮明亮的弦月，两侧采用连拱形式，犹如烟波浩渺波浪起伏的海面，两者相映成趣，自然和谐，与周边的环境相得益彰。构思的海上明月图更加显现了台州得天独厚的“七山一水二分田”的自然格局，见图3。

图3 望月桥—弦月桥方案构思

4.2 总体设计

甲南大道跨月湖距离约460m，湖中绿岛将桥梁分成东西两座桥梁，西侧桥梁为望月桥、东侧桥梁为弦月桥。望月桥跨径布置为15m+4×30m+ 15m空腹式连拱桥，见图4；弦月桥跨径布置为22m+38m+100m+38m+22m连拱桥，其中主桥采用中承式双叠拱桥，引桥采用空腹式连拱桥，见图5。

图4 望月桥立面图（单位：m）

图5 弦月桥立面图（单位：m）

桥宽45m，横断面组成为：3.0m(人行道)+3.5（非机动车道)+2.5m（分隔带）+12.0m（机动车道）+ 3.0m（中央分隔带）+12.0m（机动车道）+2.5m（分隔带）+3.5m（非机动车道）+3.0m（人行道)= 45m，见图6。

图6 弦月桥主桥横断面图（单位：m）

4.3 桥梁结构设计

（1）望月桥结构设计

望月桥上部结构采用15m+4×30m+15m空腹式连拱桥，拱圈在桥面系处采用空心的箱形截面，在桥面系下部采用矩形实心混凝土截面。箱形拱圈高度由拱梁连接处梁高近2.5m梁高向跨中或端部梁高1.0m变化，变化曲线采用圆弧线，

箱梁截面为双箱四室截面，箱梁顶宽22.5m，底宽17.5m，两侧悬臂2.5m，箱梁中腹板宽0.4m，边腹板宽0.4m，顶板厚0.22m，底板厚0.22m至0.8m变化。实心拱圈截面梁高1.0m截面，截面宽17.5m。箱梁采用纵向预应力体系。

拱座采用实体钢筋混凝土拱座，拱座顶面宽1.2cm，底面宽2.0cm；桥台采用重力式U形桥台，基础均采用钻孔灌注桩群桩基础。

（2）弦月桥结构设计

弦月桥跨径布置为 22m+38m+100m+38 m+22m连拱桥，主桥采用中承式双叠拱桥，下肢拱矢跨比1/6，计算跨径83m，上肢拱矢跨比1/5，计算跨径87m。横桥向设置三片拱肋，拱肋采用扁圆形截面，截面厚1.2m，宽2.0m，壁厚30mm。拱肋内均填充C50微膨胀混凝土，并设置纵向加劲肋和横隔板，纵向加劲肋沿拱肋管壁均布；每2.5 m设置一道横隔板，厚度为16mm。

主桥主梁采用钢结构单箱五室箱梁，箱梁梁高2.0m，顶板宽45m，底板宽36m，悬臂4.5m，顶底板厚18mm，腹板厚16mm，每2.5m设置一道横隔板，厚度为16mm。

引桥上部结构采用22+30m空腹式连拱桥，拱圈在桥面系处采用空心的箱形截面，在桥面系下部采用矩形实心混凝土截面。箱形截面梁高由拱梁连接处梁高近2.7m梁高向跨中或端部梁高1.2m变化，变化曲线采用圆弧线；箱梁截面为双箱四室截面，箱梁顶宽22.5m，底宽17.5m，两侧悬臂2.5m，箱梁中腹板宽0.4m，边腹板宽0.5m，顶板均厚0.22m，底板厚0.22m至0.8m变化。实心拱圈截面梁高1.2m截面，截面宽17.5m。

拱座采用实体钢筋混凝土拱座，主桥拱座顶面宽1.25m，底面宽4.0m；引桥拱座顶面宽0.9m，底面宽3.1m；桥台为重力式U形桥台，基础均采用钻孔灌注桩群桩基础。

4.4 施工方案与施工工期

本方案桩基采用钻孔灌注桩，拱座采用立模现浇施工，主梁采用满堂支架现浇施工，主桥钢结构拱肋、箱梁采用预制吊装施工，本方案施工工期约为24个月。

5 飞跃桥方案设计

5.1 方案构思—“飞跃梦想”

“台州梦”是“中国梦”在台州的具体体现，台州同样有着实现崛起、发展、创新的伟大梦想。台州靠山面海，海域辽阔，为台州梦的实现提供了广阔的舞台。台州文化的“灵气”和“硬气”，表现台州兼容并蓄、海纳百川的文化个性，是实现“台州梦”的重要途径。

本方案设计主题为“飞跃梦想”，主桥采用单跨60m半圆形系杆拱桥，两侧引桥均采用30m鱼腹式箱梁，主、副拱的设计增加了稳定性，丰富了桥梁造型，主拱和副拱在水面以上均为标准的半圆形，桥影结合，如同一轮满月，梁中的LED可变光产生动态照明效果，形成一副“彩云逐月”的立体画卷。游人步行桥上，犹如穿行在明月之中，形成“桥影水光成一色，分明人在月中游”的如梦境般的体验，见图7。

图7 飞跃桥效果图

5.2 总体设计

本方案通过抬高道路纵段，使桥梁跨越月湖上的岛屿，桥梁连为一体。跨径布置为10×30m+（35m+60m+35m）+30m，主桥采用35m+60m+ 35m半圆形系杆拱桥，桥宽度45m，横断面布置为：3.0m(人行道)+3.5（非机动车道)+2.5m（分隔带）+12.0m（机动车道）+3.0m（中央分隔带）+ 12.0m（机动车道）+2.5m（分隔带）+3.5m（非机动车道）+3.0m（人行道)=45m，见图8、图9。

图8 飞跃桥立面图（单位：m）

5.3 桥梁结构设计

主桥桥拱肋设计跨径60m，矢高30m，矢跨比1/2，副拱肋设计跨径66m，矢高33m，矢跨比1/2。主拱肋截面高2.0m、宽1.8m，副拱肋截面高2.0m、宽1.5m。拱肋均采用钢结构，主拱肋与副拱肋在交接处连接成整体。吊杆成圆弧等分形态布置，共设置9根吊杆。主桥主梁均采用等截面鱼腹式钢箱梁，梁高1.8m。

引桥均采用等截面鱼腹式混凝土箱梁，梁高1.8m，顶底板厚0.25m，横向设置两幅，箱梁设置三室，标准段腹板厚0.5m。桥墩采用花瓶型实体桥墩，桥台采用重力式桥台，基础均采用钻孔灌注桩群桩基础。