貴州盤縣娘娘山濕地公園人行景觀橋的設計

黎耀　　劉志剛　　章文

(中信建筑設計研究總院有限公司，湖北武漢　430010)

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貴州盤縣娘娘山濕地公園人行景觀橋的設計

黎耀劉志剛章文

(中信建筑設計研究總院有限公司，湖北武漢430010)

摘要:根據(jù)貴州省盤縣娘娘山濕地公園的工程特點，介紹了公園人行景觀橋的設計構(gòu)思及技術(shù)標準，對拱肋、主梁、橋面鋪裝等結(jié)構(gòu)設計方法作了闡述，并分析了橋梁的美學設計原則，實現(xiàn)了橋梁的景觀與通行功能。

關(guān)鍵詞:濕地公園，橋梁，景觀，美學設計

0　引言

風景區(qū)的橋梁，不僅要滿足通行的需求，而且橋梁景觀的需求也要提升到很重要的地位。一座在美學上有特點的橋梁，本身就能構(gòu)成一道亮麗的風景。如瑞士桑尼伯格橋(見圖1)和薩爾基那山谷橋(見圖2)。

圖1　桑尼伯格橋（Suniberg Bridge）

圖2　薩爾基那山谷橋（Salginatobe Bridge）

從橋梁形態(tài)與環(huán)境協(xié)調(diào)上來看，可以有三種類型:即融合于環(huán)境之中，或與環(huán)境相互滲透，或突出于環(huán)境之上［1］。對于景區(qū)橋梁，突出以其為主體，反而會喧賓奪主;而使橋梁從屬于景觀，淹沒于環(huán)境中也是不可能的，因為橋梁畢竟是人工構(gòu)筑物。做到橋梁與環(huán)境相互補充，自然和諧，橋與景融合在一起，橋本身就是構(gòu)成景的要素，這是完全可能的。

1　工程概況

娘娘山濕地公園人行橋位于娘娘山山麓河谷。橋位所在處河谷，河道中間有一島嶼將河道分為主輔兩河道。主河道寬約60 m，輔河道寬約20 m。河道兩岸分別為棧橋組成的步行系統(tǒng)和景區(qū)道路。

在橋位處設置橋梁，將兩岸的道路和棧橋連接起來，打造環(huán)河谷步行系統(tǒng)，形成和完善景區(qū)交通系統(tǒng)。

2　設計構(gòu)思

貴州多雨、多山，雨后的天空多現(xiàn)彩虹，彩虹與青山碧水交映成趣。在橋梁的諸橋型中，拱橋因其優(yōu)美的主拱曲線，傳遞力動感和跨越感，可謂最美的橋型。以最美的拱橋固化大自然雨后彩虹的美景，可謂相得益彰。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，橋梁需跨越主輔河道。為此設置兩道拱進行跨越。兩拱間跨度不等，由此表現(xiàn)出韻律感和節(jié)奏感。

“空手新雨，長虹臥波”，橋梁以此意境為構(gòu)思，將大自然的美景以橋梁這種結(jié)構(gòu)形式展現(xiàn)在人們面前，與周圍美景相互交融。

橋梁效果圖見圖3。

3　設計技術(shù)標準

1)設計荷載:人群荷載:5．0 kN/m2;2)抗震設防標準:抗震設防烈度為6度，抗震設防措施等級為7度;3)橋下凈空不小于3 m;4)設計基準期:100年;5)橋梁設計安全等級:一級;6)設計使用年限:100年;7)環(huán)境類別:Ⅱ類。

圖3　橋梁效果圖

4　結(jié)構(gòu)設計

4．1總體設計

橋梁平面依據(jù)現(xiàn)場地形情況，橋梁中線為兩交角150°的直線，導半徑R=60 m的圓弧而來，兩拱分別布置在兩直線上［2］。

考慮到景區(qū)游客較多，將橋梁分為兩幅設置，對來往人流進行分流。同時考慮到人群互通的需要，將兩拱橋拱肋下的主梁并在一起，兩拱橋間的主梁通過設置橫梁進行聯(lián)系。

左右幅橋梁橋面寬度為2 m～4．8 m。起終點設計標高分別為1 272．778 m和1 274．649 m。路面最高點設計標高1 274．693 m，兩側(cè)分別為2%和1%的縱坡，豎曲線半徑R=3 000 m。

4．2拱肋

大小拱肋均采用鋼拱肋，拱肋為五邊形截面。由于采用無鉸拱，依據(jù)無鉸拱的受力特點，由拱頂?shù)焦澳_，拱肋截面的高度逐漸增大:小拱由0．7 m增大至1．4 m，大拱由0．8 m增大至1．6 m。拱腳和混凝土拱座間采用錨栓進行連接，為提高柱腳初期回轉(zhuǎn)剛度和抗滑移剛度，對每根錨桿施加80 kN的預拉力。拱肋斷面圖見圖4，圖5。

圖4　小拱拱肋斷面圖（單位：mm）

吊桿索體采用PES．E環(huán)氧噴涂高強鋼絲，標準強度σb= 1 670 MPa。

4．3主梁

圖5　大拱拱肋斷面圖（單位：mm）

主梁采用鋼箱梁，高度為0．7 m。分左幅橋和右幅橋設置，左幅橋和右幅橋在兩拱肋間連接形成整體箱梁。箱梁采用變寬度箱梁，左幅橋?qū)挾葹?．812 mm～4．662 mm，右幅橋?qū)挾?．81 m～4．708 m。

4．4下部結(jié)構(gòu)

橋臺采用樁柱式橋臺，橋臺基礎(chǔ)采用直徑1．2 m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

橋墩采用樁柱式橋墩，柱直徑為1 m，樁直徑為1．2 m。

拱座采用棱臺式拱座，承拱面與拱肋垂直，棱臺拱座與承臺斜交。

4．5橋面鋪裝及欄桿

橋面鋪裝采用防腐木鋪裝，木龍骨下墊橡膠墊。橋面鋪裝芬蘭防腐木，防腐木與木龍骨以平頭不銹鋼螺釘連接，垂直安裝。鋪裝木間留10 mm的間距。

4．6結(jié)構(gòu)計算

采用Midas Civil 2015進行多工況下結(jié)構(gòu)分析，主梁及拱肋的正應力和位移見表1。

表1　各組合工況下最大正應力　MPa

根據(jù)表 1，主梁最大正應力 96 MPa，拱肋最大正應力105 MPa，均小于規(guī)范［3］的限值270 MPa。

5　美學設計

5．1橋梁建筑造型美的原則的應用

構(gòu)思中確定以大小兩拱橋跨越河道的方案。在橋梁建筑造型美的法則中，主從與重點是橋梁造型美的重要原則［4］。本橋中，大拱跨度66 m，小拱跨度40 m。兩拱跨度的變化，一方面適合現(xiàn)場的地形情況，另一方面，不同的跨度也體現(xiàn)了跨越能力的不同。從主從與重點的原則來看，大拱為主，是結(jié)構(gòu)受力的重點，小拱為從，是結(jié)構(gòu)受力的次重點。

橋梁設計通過大小拱不等的跨度形成力量的平衡感。與這種均衡相對應，大小拱橋的索距也有所不同，小拱索距6 m，大拱索距8 m。

在橋梁的比例和尺度上，大小拱跨度比值為40/66=0．606，接近黃金比例0．618，這樣大小拱的比例是勻稱和協(xié)調(diào)的。

由于拱橋為中承式拱橋，在拱與梁的交匯處，如按常規(guī)的處理辦法，必然會產(chǎn)生視覺障礙，影響拱肋力度的傳達。為此，主梁在此分幅，使梁與拱分離。

在韻律的表現(xiàn)上，通過拱漸變的跨度來表現(xiàn)漸變韻律，通過等間距的欄桿表現(xiàn)連續(xù)韻律。

5．2橋梁各構(gòu)件的處理

拱肋:拱肋矢跨比為1/4，這個比例能很好地滿足“長虹臥波”的創(chuàng)意。拱肋采用五邊形截面，根據(jù)無鉸拱的受力特點，拱頂?shù)焦澳_截面高度逐漸增大。主梁通過吊索將荷載傳遞到拱肋上，承索面受到面外集中力的作用，在幾何上即表現(xiàn)為五邊形的尖部。這樣，整個拱肋的外形符合力學模式，給人很強的力度感，感覺是安全的。同時，從不同的視點看去，五邊形由于尖部的收縮，使拱肋顯得纖細。

主梁:主梁采用鋼箱梁，外腹板采用斜腹板，斜腹板與底板的交角為33．7°，從視覺上，主梁下部內(nèi)退入陰影區(qū)，主梁顯得輕薄。

吊桿:吊桿采用斜吊桿，這樣吊桿形成連續(xù)的折線。相對于豎直吊桿，斜吊桿更能表現(xiàn)出起伏的韻律。

拱座:拱座為拱肋的承力點，通常需表現(xiàn)出力度感。但拱座的體量若太大，則與整體不協(xié)調(diào)。為解決兩者的沖突，將拱座埋入土中，僅僅出露一點。這樣，從露出的部分，可以感受到拱座的體量，同時又不因完全可見而與其余部分不協(xié)調(diào)。

橋臺:與拱肋的弧度相呼應，橋臺從側(cè)面看做成倒梯形，將翼墻前伸至胸墻，將支座隱藏，做成隱藏式橋臺。

6　結(jié)語

景觀橋梁的設計，也成為橋梁設計的大趨勢。橋梁美學已成為橋梁設計的基本要素。而一座符合美學的橋梁，也會給橋梁所在地增色不少。

本文以娘娘山人行橋為例，具體介紹了設計師在橋梁設計中對橋梁結(jié)構(gòu)和橋梁美學的考慮，希望能起到拋磚引玉的作用。

參考文獻:

［1］和丕壯．橋梁美學［M］．北京:人民交通出版社，1999．

［2］中信建筑設計研究總院有限公司．娘娘山濕地公園人行橋施工圖設計［Z］．2016．

［3］JTG D64—2015，公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設計規(guī)范［S］．

［4］盛虹飛．橋梁建筑美學［M］．北京:人民交通出版社，1999．

中圖分類號:U442

文獻標識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0168-02

收稿日期:2016-04-02

作者簡介:黎耀(1977-)，男，碩士，工程師

Design of landscape pedestrian bridge in Niangniang mountain wetland park，Pan county，Guizhou

Li YaoLiu ZhigangZhang Wen
(CITIC General Institute of Architectural Design and Research Co．，Ltd，Wuhan 430010，China)

Abstract:According to the engineering features of Niangniang mountain wetland parks in Panxian county of Guizhou，the paper introduces the design and technical standards of the park pedestrian landscape bridges，illustrates the structural design methods for the arch rib，main beam，and deck pavement，and analyzes the bridges’aesthetic design principle，so as to realize the landscape and traffic functions of the bridges．

Key words:wetland park，bridge，landscape，aesthetic design