海南保亭縣獨(dú)塔單索面人行景觀斜拉橋設(shè)計(jì)

劉耀宗

（林同棪國際（廣州）工程咨詢有限公司，廣東廣州 510170）

1 概述

保亭黎族苗族自治縣位于海南島中部五指山南麓，保城東河從保亭縣城的東側(cè)流過，該項(xiàng)目橫跨保城東河，為城市專用人行橋。橋梁設(shè)計(jì)采用兩跨獨(dú)塔單索面斜拉橋體系，橋跨布置為32 m+32 m，計(jì)算跨徑為31.36 m+31.36 m。橋塔高17.8 m，為圓柱混凝土結(jié)構(gòu)。主梁橫斷面全寬4 m，行人通行寬度3.5 m（見圖1）。

2 方案設(shè)計(jì)過程

該橋?yàn)槌鞘袑Ｓ萌诵袠?，景觀要求較高。綜合比較后確定該橋設(shè)計(jì)為斜拉橋，獨(dú)塔單索面，橋塔位于箱梁中間，塔墩梁固結(jié)。整座橋猶如一艘乘風(fēng)破浪前進(jìn)的航船，寓意不斷開拓進(jìn)取。為實(shí)現(xiàn)以上設(shè)計(jì)思路及特定的景觀效果，從以下幾個方面來闡述：

（1）橋塔方案設(shè)計(jì)

為體現(xiàn)纖柔之美，橋塔設(shè)計(jì)為不等粗圓柱結(jié)構(gòu)，塔頂直徑1 m，塔底直徑1.5 m，塔高17.8 m，塔身貼以石質(zhì)淺浮雕盤龍圖案（具體紋飾待定），使橋塔既有柔美之姿，又兼具厚重質(zhì)感。塔頂安裝蓮花燈飾，燈高2.4 m，橋塔如出水芙蓉，亭亭玉立，與兩岸沿河蓮花燈柱互相輝映，相得益彰。拉索每側(cè)設(shè)置3根，梁體吊點(diǎn)間隔8.25 m。塔索剛?cè)嵯酀?jì)，塔如桅桿，索如帆。

（2）護(hù)欄方案設(shè)計(jì)

護(hù)欄是該橋船體造型的重要部分。為了模仿船頭造型，在橋頭部位，欄桿向上翹起，高度由標(biāo)準(zhǔn)高度1 m漸變?yōu)?.7 m，變化過渡段長度為5.85 m。護(hù)欄采用輕鋼造型，分節(jié)段預(yù)制，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長度2 m。

（3）箱梁方案設(shè)計(jì)

由于該橋?qū)挾容^小，從側(cè)面景觀要求考慮，拉索索頭需要隱藏，故箱體設(shè)計(jì)為雙箱單室結(jié)構(gòu)（見圖2），室間距0.5 m。同時，在塔梁相接的地方，塔柱占用部分橋面寬度，如果不對此處橋面適當(dāng)加寬，人流容易在此出現(xiàn)擁堵。綜合考慮，在橋塔附近設(shè)計(jì)一圓形觀景平臺，橋塔每側(cè)5.23 m范圍內(nèi)箱梁橫向?qū)挾扔? m逐漸變化為6.5 m，箱梁寬度由翼緣變化調(diào)整（見圖3）。

（4）橋頭蓮花燈柱方案設(shè)計(jì)

橋頭蓮花燈柱是整座橋梁景觀的重要組成部分，采用直徑0.3 m的圓柱結(jié)構(gòu)，柱高3.5 m，柱頂燈飾高0.7 m。立柱燈飾與主塔燈飾按比例縮放。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程

該橋由于要求景觀突出，從一定意義上來說，結(jié)構(gòu)要服從景觀，但是首先我們要強(qiáng)調(diào)橋梁本身的使用價值，要確保結(jié)構(gòu)安全，經(jīng)濟(jì)性合理，所以，景觀也不是完全至上的，要協(xié)調(diào)景觀和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，使兩者和諧共處。在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上從以下幾個方面來闡述：

（1）塔索錨固

圖1 橋型布置圖（單位：cm）

圖2 箱梁一般斷面圖（單位：cm）

圖3 箱梁加寬斷面圖（最大加寬處）（單位：cm）

圖4 拉索區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置圖（單位：mm）

首先，塔柱上段直徑較小，錨摳槽對塔柱截面削弱較大；其次，索頭較大，外露景觀差；再次，影響塔柱外貼淺浮雕圖案?；谝陨?點(diǎn)，設(shè)計(jì)塔索錨固方式為鉸銷式連接，塔索連接處為錨固端，索梁連接處為張拉端。從塔頂向下3 m范圍內(nèi)，在塔柱外側(cè)包裹一層20 mm厚的鋼筒，鋼筒分為3段，每段長為1 m，鋼筒內(nèi)壁沿圓周方向設(shè)置4排剪力釘，加強(qiáng)鋼筒和混凝土的聯(lián)系。每段筒內(nèi)設(shè)置一道拉板，拉板伸出筒壁一定長度，在每端設(shè)置一個耳板。筒內(nèi)每個拉板上，按上下位置打兩排，共8個圓孔，孔內(nèi)穿插剪力鍵鋼筋（見圖4）。通過以上措施，很好地解決了塔索錨固問題，取得了較好的景觀效果。

（2）橋塔配筋

橋塔為鋼筋混凝土柱體結(jié)構(gòu)，承受拉力、壓力和不同方向的彎矩及剪力。在配筋上除了沿塔身的主筋以外，還要配置一定數(shù)量的箍筋，由于塔頂鋼筒內(nèi)拉板的設(shè)置及塔梁固結(jié)處鋼筋干擾，沿塔身通長配置螺旋箍筋是不現(xiàn)實(shí)的。因此，全塔設(shè)置單肢閉合箍筋。在承臺頂以上4.9 m范圍內(nèi)箍筋間隔10 cm，其余處間隔15 cm。在塔頂鋼筒設(shè)置范圍內(nèi)，如有箍筋與筒內(nèi)拉板沖突，可不設(shè)箍筋。

（3）觀景平臺

圓形觀景平臺，直徑6.5 m，箱梁寬度由4 m經(jīng)圓曲線逐漸過渡，翼緣寬度最大達(dá)到1.25 m。在最大寬度處設(shè)置一道大橫梁（見圖3），橫梁寬度0.8 m，起到支撐平臺的作用。

（4）梁索連接處橫梁設(shè)置

全橋共設(shè)置6處中橫梁，分別對應(yīng)6條拉索，兩箱室間錨塊下部與梁底齊平，錨塊寬0.5 m，錨點(diǎn)距梁底0.35 m，錨頭不外露出梁底面，從側(cè)面看，錨塊斷面為梯形。箱室內(nèi)橫梁采用矩形斷面，寬0.5 m，為使橫梁施工方便，索力傳遞均勻，以錨點(diǎn)為中心，每側(cè)分布0.25 m寬度。

（5）橋頭燈柱設(shè)計(jì)

由于空間及地形限制，單獨(dú)設(shè)立基礎(chǔ)修建燈柱比較困難。因此橋頭燈柱設(shè)置在橋臺背墻上面，分列護(hù)欄外側(cè)。燈柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，柱高3.5 m，柱截面為圓形，直徑0.3 m，柱體主筋深入背墻里面，以背墻為基礎(chǔ)。背墻寬度0.4 m，燈柱側(cè)邊距背墻外緣均為5 cm。這樣做，既保證了燈柱有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，又節(jié)省了空間。

（6）結(jié)構(gòu)計(jì)算

本次結(jié)構(gòu)計(jì)算按城市專用人行橋計(jì)算，人群荷載取4.23 kN/m2設(shè)計(jì)。計(jì)算荷載包括恒載：結(jié)構(gòu)自重、人行道鋪裝、護(hù)欄、燈飾、燈柱等；活載：溫度力、風(fēng)力、流水壓力、混凝土收縮徐變等。

a.箱梁設(shè)計(jì)按A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件控制；

b.主塔及下部結(jié)構(gòu)按照普通鋼筋混凝土構(gòu)件控制；

c.混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼束、拉索結(jié)構(gòu)按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）檢算各項(xiàng)指標(biāo)；

d.鋼結(jié)構(gòu)部件按《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）檢算各項(xiàng)指標(biāo)。

4 結(jié)論

綜合以上過程，該項(xiàng)目具備了下面4個特征：

（1）統(tǒng)一和諧

多樣統(tǒng)一是形式美的一種高級形態(tài)，也是創(chuàng)造形式美的最高要求。從該項(xiàng)目來講，橋梁周圍環(huán)境復(fù)雜多樣，既有姿態(tài)萬千的建筑，又有形態(tài)各異的橋梁。該項(xiàng)目的加入，不僅與岸上蓮花燈柱相呼應(yīng)，也增加了橋梁組成的多樣性，為周圍環(huán)境增添了新的風(fēng)景?？傮w來看，橋梁建筑自身及周邊環(huán)境成為有機(jī)的整體，而不是雜亂無章，支離破碎。

（2）均衡穩(wěn)定

中國美學(xué)家朱光潛先生曾說：“美的形體無論如何復(fù)雜，大概含有一個基本原則，就是平衡和勻稱。”該項(xiàng)目對稱均衡，通過它的外在形象所展示的體量就有一種均衡穩(wěn)定感。整體結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)重、莊嚴(yán)之美，而搭配的燈飾和護(hù)欄又有靈活、翔動的美。

（3）比例協(xié)調(diào)

比例在建筑藝術(shù)上是非常重要的。該橋塔高、柱徑、燈飾大小經(jīng)過多次比較篩選，在眾多方案中選出合適比例的配合，再通過不同顏色之間的搭配，收到了良好的效果。

（4）特征鮮明

該橋建筑風(fēng)格時代感強(qiáng)烈，配飾融入了民族地域風(fēng)格。橋型簡潔明快、輕巧纖細(xì)、連續(xù)流暢、融入自然。

[1]范立礎(chǔ).橋梁工程(上冊)[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]和丕壯.橋梁美學(xué)[M].北京：人民交通出版社，1999.

[3]許秀平，彭衛(wèi).橋梁建筑美學(xué)特征與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004(3)：29-32.