拉薩市次角林大橋總體設(shè)計(jì)

李 超

（上海林同炎李國豪土建工程咨詢有限公司，上海 200437）

1 工程概況

次角林大橋位于西藏自治區(qū)拉薩市中部，北接拉薩市老城區(qū)，南接西藏文化旅游創(chuàng)意園區(qū)，是連接老城區(qū)與西藏文化旅游創(chuàng)意園區(qū)的主要通道。主線部分北起林廓東路南段現(xiàn)狀道路，向南跨越拉薩河北汊后與仙足島環(huán)島路平交，后繼續(xù)沿環(huán)島路向西，而后繼續(xù)向南跨越拉薩河主河道，并與川藏公路立交連通后落地為止。大橋具體位置見圖1所示。

主橋全長637 m，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為30 m。大橋?yàn)殡p層廊橋，一層作為機(jī)動車、非機(jī)動車通道；二層為藏式景觀廊橋，是目前國內(nèi)規(guī)模最大的藏式景觀廊橋。工程造價(jià)約7億元。建成效果見圖2所示。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級：城市主干路。

（2）計(jì)算行車速度：40 km/h。

（3）環(huán)境類別：I類。

（4）設(shè)計(jì)荷載：汽車荷載：城-A級；人群荷載：按照《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 11-2011）取值。

（5）標(biāo)準(zhǔn)寬度：2.3 m（人行道）+2.5 m（非機(jī)動車道）+2.2（機(jī)非分隔帶）+15 m（機(jī)動車道）+2.2（機(jī)非分隔帶）+2.5 m（非機(jī)動車道）+2.3 m（人行道）=29.0 m。

（6）防洪標(biāo)準(zhǔn)：拉薩河：P=1%，按百年一遇洪水位設(shè)防。

（7）抗震：地震基本設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20 g。在E1地震作用下橋梁地震調(diào)整系數(shù)取0.61，在E2地震作用下橋梁抗震重要性系數(shù)取2.0。

（8）抗風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):運(yùn)營階段設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為100 a，施工階段設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為30 a。

（9）通航要求：拉薩河不通航。

3 建設(shè)條件

3.1 氣象

拉薩市屬獨(dú)特的高原溫帶半干旱大陸性氣候，多年平均氣溫為7.8℃，最高氣溫為29.5℃，最低氣溫為-18.0℃。最大凍土深度26 cm；雨量較少，多集中在6～9月，單日最大降水量為55 mm；最大積雪深為10 cm；拉薩風(fēng)力較大，最大風(fēng)速可達(dá)25 m/s以上。

3.2 水文

拉薩河是以降水為主要補(bǔ)給的河流，地下水及融雪占比例較小。由于年降水量較集中，故拉薩河屬于洪水頻率較大的河流，洪峰高且持續(xù)時(shí)間長。拉薩河的洪水出現(xiàn)時(shí)間一般在7月中旬至8月中旬，每年汛期都要出現(xiàn)3～5次以上不等的大于1 000m3/s的洪峰。橋位處百年一遇洪水位為3 650.38 m，測時(shí)水位為3 646.75 m。

3.3 工程地質(zhì)

橋址區(qū)屬高原侵蝕堆積U型河谷地貌，橋位區(qū)根據(jù)1:25萬地質(zhì)圖未見斷層發(fā)育。橋軸線橫跨拉薩河，河谷兩岸為河流I級階地，地形開闊平緩。拉薩河屬辮狀游蕩性河流，河谷寬廣，大部為河漫灘，地形開闊，較為平坦。

跟據(jù)橋梁地勘資料，場地內(nèi)分布的地層為第四系全新統(tǒng)填筑土、卵石土。根據(jù)鉆孔和動探揭露，場地總體以卵石土為主，局部偶夾10～150 cm的透鏡狀砂層及圓礫層。擬建橋梁工程位于雅魯藏布斷陷式構(gòu)造盆地支脈中的拉薩河沖積河漫灘上，橋址附近無區(qū)域性斷裂通過。

4 工程主要特點(diǎn)

4.1 國內(nèi)規(guī)模最大、海拔最高的藏式景觀廊橋

次角林主橋總長為637 m，是國內(nèi)同類型橋梁中規(guī)模之最。大橋?yàn)殡p層廊橋，一層為滿足交通功能需求的車行道橋；二層為滿足旅游觀光所需的人行景觀廊橋。兼具了交通和景觀旅游雙重功能。

4.2 民族性、地域性特點(diǎn)明顯

次角林大橋以民族特色為基礎(chǔ)，在主橋主體結(jié)構(gòu)上采用了吉祥結(jié)、喇嘛頭等傳統(tǒng)藏式紋樣，細(xì)部上詮釋了古老拉薩的文化與風(fēng)情，又在遠(yuǎn)觀上體現(xiàn)了當(dāng)代拉薩的大氣與現(xiàn)代。給人以獨(dú)特的視覺沖擊效果，產(chǎn)生“此橋只應(yīng)西藏有”的感覺。

4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式新穎、復(fù)雜

橋梁上下層結(jié)構(gòu)采用相互獨(dú)立、共用基礎(chǔ)的形式，與常規(guī)橋梁有很大不同。該結(jié)構(gòu)形式亦是為了適應(yīng)高震區(qū)的結(jié)構(gòu)受力需求及減少車橋耦合震動而設(shè)，形式新穎、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有較高的實(shí)用性及參考價(jià)值。

4.4 抗震設(shè)計(jì)較為復(fù)雜

根據(jù)中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖，項(xiàng)目所在地地震基本設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20 g。屬抗震不利地區(qū)，該橋?yàn)殡p層橋梁，抗震設(shè)計(jì)具有較高難度，抗震措施也較為復(fù)雜。

5 主橋總體設(shè)計(jì)

5.1 線形方案

5.1.1 平面（見圖3）

次角林主橋北側(cè)接仙足島環(huán)島路，起點(diǎn)樁號K0+026.921，跨過拉薩河后與川藏公路相交，終點(diǎn)樁號K0+663.921。

平面線形按設(shè)計(jì)速度40 km/h的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行布設(shè)，中心線為一直線，線形標(biāo)準(zhǔn)符合《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中設(shè)計(jì)速度40 km/h的要求。

5.1.2 縱斷面

全線共設(shè)置豎曲線4處，最大縱坡2.5%，最小縱坡0.3%，最小凸曲線半徑4 100 m，最小凹曲線半徑3 500 m，最小豎曲線長度90 m。

5.2 主橋橋型方案及橋跨布置

綜合橋位區(qū)地質(zhì)、氣象、水文、地震等自然建設(shè)條件以及施工條件、工期要求、功能定位等建設(shè)性要求，次角林主橋采用雙層景觀廊橋（3×30 m+4×（4×30 m）+2×33.5 m），橋型布置見圖 4所示，橫斷面布置見圖5所示。

拉薩河為季節(jié)性河道，橋面標(biāo)高主要由百年一遇洪水位控制，考慮到橋梁視覺效果，豎曲線以主橋中心為基點(diǎn)進(jìn)行對稱布置，平面上則為直線布置。

5.3 主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.3.1 一層主梁

一層車行道主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制小箱梁結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為30 m，梁高為1.6 m；33.5 m跨徑梁高為1.8 m。

兩側(cè)的人非橋均采用預(yù)制異形簡支小箱梁結(jié)構(gòu)+裝飾性掛板。其中，30 m標(biāo)準(zhǔn)跨徑梁高為1.6 m，33.5 m標(biāo)準(zhǔn)跨徑梁高為1.8 m。裝飾性掛板采用15 cm厚混凝土板，高度在0.2 m～2.7 m區(qū)間弧形變化。

5.3.2 二層鋼框架（見圖6、圖7）

二層結(jié)構(gòu)采用30 m標(biāo)準(zhǔn)跨鋼框架結(jié)構(gòu)，配合裝飾性吉祥結(jié)。每30 m在橋墩處設(shè)結(jié)構(gòu)縫?？蚣芟驴v梁與橋墩間簡支連接，下縱梁上設(shè)置四根立柱，四根立柱上緣由上縱梁連接，上下縱梁與四根立柱組成一榀平面框架，框架間設(shè)置平聯(lián)后組成整個(gè)主受力結(jié)構(gòu)。

下縱梁與立柱之間采用節(jié)點(diǎn)板焊接連接，立柱與上主縱梁以及主橫梁之間均采用頂板焊接，腹板、底板栓接的連接方式，次縱梁、次橫梁與主縱梁、主橫梁之間均采用頂?shù)装搴附?，腹板栓接的連接方式。橋面板與次縱梁、次橫梁、主縱梁、主橫梁之間均采用焊接連接。

橋面板采用10 mm鋼板+1/2 I25工字鋼加勁的形式。

框架結(jié)構(gòu)均采用Q345D級鋼材。

5.3.3 一、二層與橋墩連接方式

一層車行橋梁為4×30 m簡支變連續(xù)小箱梁結(jié)構(gòu)，采用板式橡膠支座，設(shè)縱向+橫向抗震擋塊；一層人非橋梁為30 m簡支結(jié)構(gòu)，采用球鋼支座；二層鋼結(jié)構(gòu)框架，順橋向方面，整體簡支于橋墩上，一端設(shè)固定支座，一端設(shè)單向支座，同時(shí)設(shè)置順橋向抗震擋塊。橫橋向方面，在橋墩處設(shè)置U型卡槽，以抵抗二層立柱邊柱傳下來的水平力及扭矩。另外，在一層人非橋梁與二層下主縱梁之間，分別在1/4、1/2、3/4處設(shè)置上下兩個(gè)拉壓支座，以抵抗二層立柱中柱傳下來的水平力及扭矩。

一、二層結(jié)構(gòu)之間完全獨(dú)立，不存在相互耦合關(guān)系，避免了車橋震動帶給二層行人的不安全感。

5.3.4 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

次角林大橋橋墩采用變截面墻式實(shí)體墩加承臺，墩身上段截面尺寸為26.18 m×2.5 m，下段截面尺寸為29.18m×3.5m。承臺尺寸為31.5m×7m。橋臺采用重力式橋臺。樁基采用φ1 500 mm鉆孔灌注樁。

5.4 橋梁景觀

大橋兩岸連接的是北側(cè)拉薩主城區(qū)的眾多旅游資源和南岸規(guī)劃的拉薩未來的旅游、休閑、娛樂中心。大橋?qū)⒆鳛槔_的城市新名片，提高拉薩河的整體品質(zhì)，促進(jìn)拉薩在文化、地域的可持續(xù)發(fā)展。橋梁景觀是一種長期社會資源、藝術(shù)資源、環(huán)保資源、文化資源。橋梁的景觀定位除了跟地區(qū)定位、自然條件、規(guī)劃情況等相呼應(yīng)外，方案上還要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，展現(xiàn)橋梁自身的雄姿。因此，橋型方案應(yīng)充分重視橋梁景觀。

大橋位于海拔高達(dá)3 600 m的“世界屋脊”——拉薩，是離天堂最近的地方，該項(xiàng)橋梁設(shè)計(jì)的靈感來源于此。同時(shí)為了滿足橋梁需要拉動經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)拉薩河兩岸共同發(fā)展的需求，大橋設(shè)計(jì)突出景觀與交通結(jié)合的理念。既體現(xiàn)出拉薩高山雪域的獨(dú)特人文，又暗含現(xiàn)代商業(yè)的旅游經(jīng)濟(jì)開發(fā)。

“藏式”是此次方案設(shè)計(jì)中的焦點(diǎn)與亮點(diǎn)。下層橋面以車行功能為主、人行賞景功能為輔；上層橋面則為游客打造一個(gè)宜駐足觀景、品茗休閑的多功能休閑漫步帶，連動了拉薩河兩岸的經(jīng)濟(jì)。上下雙層的設(shè)計(jì)不但滿足了橋梁的交通功能，更成為拉薩河上一道美麗的旅游風(fēng)景線（見圖8）。

6 關(guān)鍵技術(shù)研究

6.1 柱墩連接方式研究

在二層橋梁與下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的連接方式上，設(shè)計(jì)中進(jìn)行了研究。提出了簡支、連續(xù)及固結(jié)三種方式并進(jìn)行空間計(jì)算，綜合溫度、車橋耦合震動、造價(jià)等各方面因素進(jìn)行比選（見表1），最終選取了簡支的方式進(jìn)行連接。

表1 墩柱連接方式綜合比選表

6.2 二層框架體系受力研究

對于二層剛框架的結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計(jì)中考慮了框架體系。該工程框架體系與一般體系不同的是，由于空間位置被一層主梁占用，該體系不存在下平聯(lián)。為保證體系受力，采取了如下措施：在端部梁柱交匯點(diǎn)設(shè)置u槽并輔助拉壓支座、局部構(gòu)件采用高強(qiáng)度鋼材等。

6.3 高原地區(qū)抗凍混凝土耐久性設(shè)計(jì)

該項(xiàng)工程地處高原氣候，高原氣候特點(diǎn)為寒冷干燥，日照時(shí)間長，太陽輻射強(qiáng)。針對這一特點(diǎn)，在滿足國家相應(yīng)規(guī)范的前提下，對混凝土的最大水膠比、膠凝材料最小用量、抗凍等級標(biāo)準(zhǔn)等等均做了詳細(xì)規(guī)定。

7 結(jié)語

次角林大橋作為中國西藏文化旅游創(chuàng)意園區(qū)的重要配套設(shè)施，是西藏地區(qū)首個(gè)具有顯著藏式特色的雙層景觀廊橋，同時(shí)也是國內(nèi)目前規(guī)模最大的景觀廊橋。大橋建設(shè)條件艱苦，設(shè)計(jì)工作難度大，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中對工程各個(gè)分項(xiàng)進(jìn)行了深入的研究，并采取了針對性措施以確保大橋的安全和景觀。工程于2012年9月開工，預(yù)計(jì)在2013年年底一層通車，2015年全部竣工。在設(shè)計(jì)過程中，得到了建設(shè)方，以及相關(guān)部門的大力支持，在此表示衷心的感謝。

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[2]弗里茨.萊昂哈特（著）.橋梁建筑藝術(shù)與造型[M].北京：人民交通出版社，1986.

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