某特大桥方案设计要点探讨

2017-07-06李忠评

中国高新技术企业 2017年7期

关键词：桥型主桥跨径

李忠评

（重庆市交通规划勘察设计院，重庆 401121）

某特大桥方案设计要点探讨

李忠评

（重庆市交通规划勘察设计院，重庆 401121）

随着经济的发展，我国桥梁工程越来越多，关于桥梁设计有很多方面值得探讨。文章结合实际工程，分析了重庆特大桥方案设计要点，通过两个方案的比选，为同类桥梁设计提供一些必要的经验，有利于工程的顺利开展。

双塔双索面；斜拉桥；方案设计；连续刚构桥梁；桥梁工程

1 概述

桥梁设计的总体思路：

1.1 关于桥位选择

本桥位的确定是结合业主的要求：服从遂渝高速公路潼南立交至江北遂渝铁路潼南火车站的城市主干道线形，尽量减少城市建筑的拆迁和占地，结合现场踏勘的资料确定现投标桥位。

1.2 关于主桥主跨跨径的确定

主桥主跨跨径的确定除满足安全、适用（包括适应通航要求）、经济、美观的原则外，同时还应考虑以下条件：（1）减少深水基础，以减小工程造价和施工难度；（2）多孔跨径组合的桥梁，一方面要注意主跨与边跨的协调，另一方面要注意控制桥梁的总长；（3）根据项目建议书，综合以上因素，拟定主桥跨径180m，能满足通航要求。

1.3 关于桥型方案的优选

根据招标文件要求，经实地考察研究和深入分析研究，在招标方案的基础上，提出两种基本桥型进行了深入的比较和优选，情况简介如下：

方案一：连续刚构方案，如图1和图2所示：

图2 连续刚构效果图

该方案采用主跨100＋180＋100m预应力砼连续刚构桥，采用分幅设计，左右幅上部结构采用单箱单室预应力砼箱梁；主墩为钢筋砼双薄壁墩，主桥墩下部为承台群桩基础；主桥长380m，全桥长960m，桥宽34.5m。该方案主要有以下特点：

第一，结构简洁，线形流畅，造型美观。在桥梁布设上，对于主梁的底腹线，弃旧有的折线形式，采用墩与跨中设置大半径反向竖曲线、连续均衡的起伏变化，形成柔美的浪形线条，加上夜间的景观灯饰，体现出桥梁的整体线条美和有节奏的韵律感，充分体现了桥梁的总体造型美。在主梁，断面结构上采用单箱单室断面，并加厚腹板，减小梁高，使结构更为紧凑、轻巧、美观。

图3 箱梁横断面图

第二，施工便捷、工期较短。连续刚构桥梁上部施工，有十分成熟的挂篮施工技术，技术可靠，无支架施工，进度较快而稳定。

第三，施工便捷、工期较短，确保桥下通航。潼南涪江上游已有2座连续刚构桥梁，连续刚构方案在景观上效果较好，施工便捷、工期较短，桥梁跨径较小，造价节约。在确保通航的情况下为较优方案。

方案二：双塔双索面斜拉桥方案，如图4和图5所示。

本方案采用采用桥型结构为98＋245＋98m双塔双索面斜拉桥，主梁为钢箱梁结构，两岸引桥均为多跨40m先简支后结构连续T梁，桥塔采用花瓶形结构，索塔下部为承台群桩基础；主桥长441m，引桥长520m；全桥长981m，主桥桥宽36.5m，引桥全宽34.5m。

方案比较及结论意见：经进一步分析，两个桥型方案的技术、经济比较结果见表1：

表1 各桥型方案主要工程数量比较表

图4 双塔双索面斜拉桥总体布置图

表2 设计方案使用性能比较表

图5 双塔双索面斜拉桥桥塔构造图

综合以上两个方案的各自特点，经过从技术可行、造型美观、环境景观、经济实用、施工便捷、有利环保等6个方面的利弊分析和反复比较论证，可以看出连续刚构方案的造价明显优于斜拉桥方案，且工程造价低，还存在施工难度小，桥梁维护费用低；在满足通航条件下优化了主跨跨径，而斜拉桥除了造价较高外，施工难度大，桥梁维护费用高等问题，因此最终选择连续刚构桥作为推荐方案。

1.4 关于项目景观设计的构思

本建设项目连接南北两城区，人口密集，交通繁忙，设计中除从桥梁结构自身造型设计外，还应从以下方面加强美观设计：

第一，人行道及栏杆。栏杆是桥梁的点睛之笔，设计是否得体，美观效果如何，对一座桥梁，尤其是城市中桥梁的外观来说至关重要。很显然，一幅喜闻乐见、富有生活气息的栏杆作品，既能起到美化桥梁空间和周围环境的作用，又能丰富人们的生活陶冶人的情操，给人以美的享受。反之，如果一座桥梁很美，但栏杆造型单调平庸，与桥型和环境不相协调，必然会有损于景观。本次设计方案主要考虑两种栏杆：仿汉白玉栏杆和不锈钢栏杆。

图6

图7

第二，涂装及灯光照明设计。（1)桥梁涂装。由于涪江系山区性河流,洪水由暴雨形成,涨落快、变幅大，墩身涂装在水的影响下易脏，易损，修复成本大，因此建议对墩身不进行涂装，仅对上部结构进行涂装，建议对拉索进行用白色涂装；（2）桥面照明。全桥宽34.5m，两侧各3.5m的人行道，考虑到美观和行车道和人行道均达到有效照明的目的，采用高低杆照明方案，见图8和图9；（3）梁体灯光设计。对于整个桥梁的亮化设计，首先突出桥梁的轮廓线，对于桥梁斜拉索设计中采用美耐灯（LED可变色光源）彩虹管勾勒桥梁的跨线轮廓，表现其曲线美，并且在色彩上设置为同步静态变色的效果，为桥梁增添几分现代动感。其次对主梁侧壁面进行投光照明，此处采用体现桥梁个性色彩的彩色的金卤投光灯，安装于桥主梁悬臂端挂板内侧隐蔽处，灯光射向侧壁，打亮两侧面。此外，桥塔作为桥梁的支撑点也安装了白色的金卤灯做重点的突出，至此，通过对桥梁点、线、面的灯光勾勒充分体现了桥梁的个性与本质美。

图8

图9

第三，桥头建筑及雕塑设计，展现潼南县文化风情。据调查，潼南县历史悠久，文化灿烂，潼南县域在周秦之际属巴国和蜀国，有两千多年的历史。

近年来，潼南县捉住历史机遇，结合自身地理位置和环境资源，在旅游业和农业两方面做出了突出成绩。杨闇公陵园和杨尚昆旧居，被评为全国爱国主义教育示范基地和全市廉政教育基地，成功创建国家AAA级景区。大佛寺核心景区的千年“金大佛”建国以来第一次“穿金”，成功创建国家AAA级景区，被列为全市十大精品旅游项目。开创性地举办了三届中国西部绿色菜都菜花节和首届红高粱节，使潼南县成为全市十大春季旅游目的地。“三色”旅游为全县发展做旺了人气、提振了士气。西部绿色菜都显见雏形，潼南县着力打造中国西部的绿色菜都，潼南县被列为重庆唯一的全国现代农业示范区，同时潼南县被列为国家蚕桑产业区域综合试验示范县，成功申报涪江国家湿地公园。因此建议在两岸桥头两侧各设置一个桥头雕塑，以体现潼南农业旅游和革命先烈家乡特点的标志。