甲南大道跨月湖橋方案設(shè)計(jì)

奚靈智，陳 驥，李小剛，姚永丁

（華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

甲南大道跨月湖橋方案設(shè)計(jì)

奚靈智，陳 驥，李小剛，姚永丁

（華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

甲南大道跨月湖橋位于臺(tái)州灣產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)月湖核心區(qū)域，承擔(dān)的不僅是交通上的功能，更是能體現(xiàn)“人性化、現(xiàn)代化和景觀化”橋梁建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念。橋梁結(jié)構(gòu)選型、方案構(gòu)思及設(shè)計(jì)綜合考慮橋梁的功能、周邊規(guī)劃、景觀造型、臺(tái)州海洋文化等因素，構(gòu)思了“海上升明月”和“飛躍夢(mèng)想”兩個(gè)主題方案，采用含有拱元素的橋型方案，整體營(yíng)造橋梁“融于城、隱于綠”的生態(tài)意境。

橋梁造型；拱橋；方案設(shè)計(jì)

1 工程概況

甲南大道位于臺(tái)州灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)東部新區(qū)內(nèi)，貫穿東部新區(qū)最大的人工湖－月湖。道路所在區(qū)域是臺(tái)州灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的公共中心，同時(shí)更是臺(tái)州市城市遠(yuǎn)景副中心、片區(qū)主中心；是集商務(wù)、商業(yè)、文化、科研、生態(tài)居住、休閑娛樂(lè)等功能于一體的核心區(qū)域。甲南大道不僅要滿足基本的交通通行功能，更重要的是立足區(qū)域整體發(fā)展理念，體現(xiàn)包容與多元，宣揚(yáng)生態(tài)與低碳，倡導(dǎo)綠色與生態(tài)，綜合打造“通往東海之濱的生態(tài)景觀大道”。

甲南大道西起聚洋大道，向東跨月湖，至十一塘壩，全長(zhǎng)約2560m，雙向6車道，道路寬度50m，設(shè)計(jì)車速50hm/h，為東西向城市主干道，見(jiàn)圖1。道路橫斷面為：3.5m(人行道)+3.5m(非機(jī)動(dòng)車道)+2.5m(機(jī)非隔離帶)+12.0m(車行道) +7.0m(中央分隔帶)+12.0m(車行道)+2.5m (機(jī)非隔離帶)+3.5m(非機(jī)動(dòng)車道)+3.5m(人行道)，見(jiàn)圖2。

圖1 甲南大道平面布置圖

圖2 道路橫斷面圖（單位：m）

2 主要設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）設(shè)計(jì)荷載：城-A級(jí)；

（2）人群荷載：3.0kN/m2;

（3）月湖規(guī)劃：常水位2.0m，甲南大道跨越月湖寬度約為460m；

（4）橋面寬度：與道路橫斷面保持一致及根據(jù)橋型方案調(diào)整；

（5）防洪水位：50a一遇洪水位2.85m；

（6）通航標(biāo)準(zhǔn)：準(zhǔn)Ⅶ級(jí)，游船通行。

3 橋梁結(jié)構(gòu)選型分析[1-7]

橋梁方案構(gòu)思應(yīng)于區(qū)域內(nèi)的規(guī)劃相結(jié)合，使得兩者和諧統(tǒng)一，融為一體。月湖西岸作為商務(wù)休閑區(qū)域，規(guī)劃有280m高的水晶大廈、220m高的濱海大廈，分布羅列了濱海酒店、臺(tái)州之眼海洋雕塑、文化藝術(shù)展館等標(biāo)志性建筑，建筑體量大，橋梁整體體量與其相比，此城不可爭(zhēng)鋒，大跨、高塔的橋梁結(jié)構(gòu)在此并不合適；月湖東岸作為文化藝術(shù)區(qū)域，規(guī)劃有美術(shù)展覽館、文化游廊、音樂(lè)廳等較低建筑，橋梁應(yīng)與其相互融合，相互輝映。同時(shí)，作為跨湖橋梁，應(yīng)體現(xiàn)自然、和諧、簡(jiǎn)約、靈動(dòng)、富有韻律，在整體結(jié)構(gòu)尺寸上不宜過(guò)大，防止破壞區(qū)域內(nèi)的和諧氣氛。

甲南大道跨湖橋橋位處原為灘涂，經(jīng)吹填形成，淤泥層較厚，地質(zhì)條件相對(duì)較差。橋梁位于月湖湖面上，需考慮道路接線標(biāo)高、湖面標(biāo)高對(duì)橋梁的影響，選擇的橋型一定要考慮其適用性和協(xié)調(diào)性。月湖中島嶼將跨月湖橋一分為二，如何使得橋梁與島嶼相融合、橋梁與橋梁本身如何連續(xù)不被割斷?？紤]到本區(qū)域的整體規(guī)劃與景觀特點(diǎn)，甲南大道跨月湖橋?qū)⒐皹蜃鳛槭走x。

4 望月橋-弦月橋方案設(shè)計(jì)

4.1 方案構(gòu)思—“海上升明月”

“海上升明月，天涯共此時(shí)?！碧拼?shī)人張九齡的《望月懷遠(yuǎn)》膾炙人口，猶以這兩句最為世人所推崇。明月自古以來(lái)為文人墨客所歌頌，她皎潔無(wú)暇、冰清玉潔，象征著純潔、自然、美麗。

本方案構(gòu)思源于海上弦月，海上冉冉升起的上弦明月，意境唯美，令人心曠神怡。主拱采用上下雙疊拱，猶如星空中一輪明亮的弦月，兩側(cè)采用連拱形式，猶如煙波浩渺波浪起伏的海面，兩者相映成趣，自然和諧，與周邊的環(huán)境相得益彰。構(gòu)思的海上明月圖更加顯現(xiàn)了臺(tái)州得天獨(dú)厚的“七山一水二分田”的自然格局，見(jiàn)圖3。

圖3 望月橋—弦月橋方案構(gòu)思

4.2 總體設(shè)計(jì)

甲南大道跨月湖距離約460m，湖中綠島將橋梁分成東西兩座橋梁，西側(cè)橋梁為望月橋、東側(cè)橋梁為弦月橋。望月橋跨徑布置為15m+4×30m+ 15m空腹式連拱橋，見(jiàn)圖4；弦月橋跨徑布置為22m+38m+100m+38m+22m連拱橋，其中主橋采用中承式雙疊拱橋，引橋采用空腹式連拱橋，見(jiàn)圖5。

圖4 望月橋立面圖（單位：m）

圖5 弦月橋立面圖（單位：m）

橋?qū)?5m，橫斷面組成為：3.0m(人行道)+3.5（非機(jī)動(dòng)車道)+2.5m（分隔帶）+12.0m（機(jī)動(dòng)車道）+ 3.0m（中央分隔帶）+12.0m（機(jī)動(dòng)車道）+2.5m（分隔帶）+3.5m（非機(jī)動(dòng)車道）+3.0m（人行道)= 45m，見(jiàn)圖6。

圖6 弦月橋主橋橫斷面圖（單位：m）

4.3 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）望月橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

望月橋上部結(jié)構(gòu)采用15m+4×30m+15m空腹式連拱橋，拱圈在橋面系處采用空心的箱形截面，在橋面系下部采用矩形實(shí)心混凝土截面。箱形拱圈高度由拱梁連接處梁高近2.5m梁高向跨中或端部梁高1.0m變化，變化曲線采用圓弧線，

箱梁截面為雙箱四室截面，箱梁頂寬22.5m，底寬17.5m，兩側(cè)懸臂2.5m，箱梁中腹板寬0.4m，邊腹板寬0.4m，頂板厚0.22m，底板厚0.22m至0.8m變化。實(shí)心拱圈截面梁高1.0m截面，截面寬17.5m。箱梁采用縱向預(yù)應(yīng)力體系。

拱座采用實(shí)體鋼筋混凝土拱座，拱座頂面寬1.2cm，底面寬2.0cm；橋臺(tái)采用重力式U形橋臺(tái)，基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)。

（2）弦月橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

弦月橋跨徑布置為 22m+38m+100m+38 m+22m連拱橋，主橋采用中承式雙疊拱橋，下肢拱矢跨比1/6，計(jì)算跨徑83m，上肢拱矢跨比1/5，計(jì)算跨徑87m。橫橋向設(shè)置三片拱肋，拱肋采用扁圓形截面，截面厚1.2m，寬2.0m，壁厚30mm。拱肋內(nèi)均填充C50微膨脹混凝土，并設(shè)置縱向加勁肋和橫隔板，縱向加勁肋沿拱肋管壁均布；每2.5 m設(shè)置一道橫隔板，厚度為16mm。

主橋主梁采用鋼結(jié)構(gòu)單箱五室箱梁，箱梁梁高2.0m，頂板寬45m，底板寬36m，懸臂4.5m，頂?shù)装搴?8mm，腹板厚16mm，每2.5m設(shè)置一道橫隔板，厚度為16mm。

引橋上部結(jié)構(gòu)采用22+30m空腹式連拱橋，拱圈在橋面系處采用空心的箱形截面，在橋面系下部采用矩形實(shí)心混凝土截面。箱形截面梁高由拱梁連接處梁高近2.7m梁高向跨中或端部梁高1.2m變化，變化曲線采用圓弧線；箱梁截面為雙箱四室截面，箱梁頂寬22.5m，底寬17.5m，兩側(cè)懸臂2.5m，箱梁中腹板寬0.4m，邊腹板寬0.5m，頂板均厚0.22m，底板厚0.22m至0.8m變化。實(shí)心拱圈截面梁高1.2m截面，截面寬17.5m。

拱座采用實(shí)體鋼筋混凝土拱座，主橋拱座頂面寬1.25m，底面寬4.0m；引橋拱座頂面寬0.9m，底面寬3.1m；橋臺(tái)為重力式U形橋臺(tái)，基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)。

4.4 施工方案與施工工期

本方案樁基采用鉆孔灌注樁，拱座采用立?，F(xiàn)澆施工，主梁采用滿堂支架現(xiàn)澆施工，主橋鋼結(jié)構(gòu)拱肋、箱梁采用預(yù)制吊裝施工，本方案施工工期約為24個(gè)月。

5 飛躍橋方案設(shè)計(jì)

5.1 方案構(gòu)思—“飛躍夢(mèng)想”

“臺(tái)州夢(mèng)”是“中國(guó)夢(mèng)”在臺(tái)州的具體體現(xiàn)，臺(tái)州同樣有著實(shí)現(xiàn)崛起、發(fā)展、創(chuàng)新的偉大夢(mèng)想。臺(tái)州靠山面海，海域遼闊，為臺(tái)州夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)提供了廣闊的舞臺(tái)。臺(tái)州文化的“靈氣”和“硬氣”，表現(xiàn)臺(tái)州兼容并蓄、海納百川的文化個(gè)性，是實(shí)現(xiàn)“臺(tái)州夢(mèng)”的重要途徑。

本方案設(shè)計(jì)主題為“飛躍夢(mèng)想”，主橋采用單跨60m半圓形系桿拱橋，兩側(cè)引橋均采用30m魚腹式箱梁，主、副拱的設(shè)計(jì)增加了穩(wěn)定性，豐富了橋梁造型，主拱和副拱在水面以上均為標(biāo)準(zhǔn)的半圓形，橋影結(jié)合，如同一輪滿月，梁中的LED可變光產(chǎn)生動(dòng)態(tài)照明效果，形成一副“彩云逐月”的立體畫卷。游人步行橋上，猶如穿行在明月之中，形成“橋影水光成一色，分明人在月中游”的如夢(mèng)境般的體驗(yàn)，見(jiàn)圖7。

圖7 飛躍橋效果圖

5.2 總體設(shè)計(jì)

本方案通過(guò)抬高道路縱段，使橋梁跨越月湖上的島嶼，橋梁連為一體?？鐝讲贾脼?0×30m+（35m+60m+35m）+30m，主橋采用35m+60m+ 35m半圓形系桿拱橋，橋?qū)挾?5m，橫斷面布置為：3.0m(人行道)+3.5（非機(jī)動(dòng)車道)+2.5m（分隔帶）+12.0m（機(jī)動(dòng)車道）+3.0m（中央分隔帶）+ 12.0m（機(jī)動(dòng)車道）+2.5m（分隔帶）+3.5m（非機(jī)動(dòng)車道）+3.0m（人行道)=45m，見(jiàn)圖8、圖9。

圖8 飛躍橋立面圖（單位：m）

5.3 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主橋橋拱肋設(shè)計(jì)跨徑60m，矢高30m，矢跨比1/2，副拱肋設(shè)計(jì)跨徑66m，矢高33m，矢跨比1/2。主拱肋截面高2.0m、寬1.8m，副拱肋截面高2.0m、寬1.5m。拱肋均采用鋼結(jié)構(gòu)，主拱肋與副拱肋在交接處連接成整體。吊桿成圓弧等分形態(tài)布置，共設(shè)置9根吊桿。主橋主梁均采用等截面魚腹式鋼箱梁，梁高1.8m。

引橋均采用等截面魚腹式混凝土箱梁，梁高1.8m，頂?shù)装搴?.25m，橫向設(shè)置兩幅，箱梁設(shè)置三室，標(biāo)準(zhǔn)段腹板厚0.5m。橋墩采用花瓶型實(shí)體橋墩，橋臺(tái)采用重力式橋臺(tái)，基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)。

圖9 飛躍橋橫斷面圖（單位：m）

5.4 施工方案與施工工期

本方案樁基采用鉆孔灌注樁，橋墩采用立?，F(xiàn)澆施工，引橋箱梁采用滿堂支架現(xiàn)澆施工，主橋鋼結(jié)構(gòu)拱肋、箱梁采用預(yù)制拼裝施工，本方案施工工期約為20個(gè)月。

6 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)甲南大道跨月湖橋結(jié)構(gòu)選型、方案構(gòu)思及設(shè)計(jì)等進(jìn)行論述，選擇拱元素的橋梁方案。拱的形態(tài)優(yōu)美而不張揚(yáng)，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，與月湖寓意呼應(yīng)；拱來(lái)自于圓，有循環(huán)無(wú)窮，生生不息之意，與循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念恰好呼應(yīng)，整體營(yíng)造橋梁“融于城、隱于綠”的生態(tài)意境。

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[2]高婧,陳寶春.鋼拱橋發(fā)展綜述[A].中國(guó)公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會(huì)2005年全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].北京：人民交通出版社,211-219.

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U448.22

：B

：1009-7716（2017）02-0047-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.02.015

2016-11-08

奚靈智（1982-），男，浙江臺(tái)州人，工程師，從事從事道路橋梁工程設(shè)計(jì)咨詢工作。