橋梁選型及景觀設(shè)計(jì)

黃圣聰

摘 要：隨著各種功能齊全、造型美觀的立交橋、高架橋、大江大河甚至是跨海大橋頻頻建成，對(duì)橋梁建設(shè)提出了更高的要求，現(xiàn)分別從不同類型的橋梁提出對(duì)橋梁選型和景觀設(shè)計(jì)的見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：橋梁；選型；景觀；城市；山區(qū)；跨江河；跨海；連續(xù)箱梁；連續(xù)剛構(gòu)

中圖分類號(hào)：TU997 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）21-0104-02

橋梁是一種功能性的結(jié)構(gòu)物，為實(shí)現(xiàn)其功能性，需要根據(jù)橋位實(shí)際的地形、橋梁所屬區(qū)域等因素進(jìn)行橋梁選型，選擇一種適合的橋梁結(jié)構(gòu)類型。同時(shí)，從古到今，人類從未停止過(guò)對(duì)橋梁美學(xué)的追求，很多橋梁被建成為令人賞心悅目的藝術(shù)品，具有鮮明的時(shí)代特征，至今仍然為人們所贊嘆。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化水平的提高，人們對(duì)橋梁的建筑提出了更高的要求。各種功能齊全、造型美觀的立交橋、高架橋、大江大河甚至是跨海大橋雨后春筍般頻頻建成，橋梁的美學(xué)設(shè)計(jì)在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中顯得越來(lái)越重要。以下分別從不同地域的建設(shè)的橋梁談一下自己對(duì)橋梁選型和景觀設(shè)計(jì)的見(jiàn)解。

1 城市橋梁

城市橋梁主要有跨線橋、立交橋、高架橋及人行天橋。各種類型的橋梁由于自身的使用功能和跨越的建筑構(gòu)造物不同，橋梁的外觀設(shè)計(jì)應(yīng)有所區(qū)別。

（1）跨線橋。由于跨線橋一般是跨越橋下道路，橋下交通量較大，對(duì)橋梁的景觀要求較高，此類橋梁應(yīng)該特別注意景觀美學(xué)的設(shè)計(jì)，盡量采用線條簡(jiǎn)單輕盈、梁高較矮的橋型，如預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋、鋼箱梁橋、橋梁梁截面盡量采用斜腹板箱型截面，兩側(cè)挑臂盡量大，以減小梁高視覺(jué)感，減小橋梁建筑的壓抑感，弱化梁高。橋墩可采用帶弧形的薄壁花瓶墩或者大挑臂T型墩，以減小橋下墩柱個(gè)數(shù)，充分利用橋下空間，達(dá)到通透的效果，另外，橋墩采用弧形線條、刻槽等方式增加視覺(jué)效果。

（2）高架橋和立交橋。此類橋梁一般是為滿足路線總體要求而設(shè)置，橋梁長(zhǎng)度一般較長(zhǎng)，對(duì)景觀的要求稍低些，在設(shè)計(jì)上主要以簡(jiǎn)潔為主，上部結(jié)構(gòu)多采用施工便捷快速的預(yù)制小箱梁、預(yù)制空心板為主，橋梁下部結(jié)構(gòu)多采用圓柱式墩、方柱式墩。為增加橋梁美觀，可在橋梁護(hù)欄兩側(cè)掛花籃，通過(guò)植物的色彩增加橋梁的景觀效果。

（3）跨河涌橋。此類橋梁是城市橋梁中對(duì)景觀要求較高，也最能與河涌周圍環(huán)境結(jié)合，充分體現(xiàn)橋梁美學(xué)的一類橋。一般城市的河涌寬度都不大，基本上都在200m以下，在總體路線設(shè)計(jì)中，跨河涌橋處的縱斷面在滿足通航要求的前提下宜盡量地低，讓橋貼近水面，橋與河才能更好地融為一體。橋梁上部結(jié)構(gòu)類型選擇較多，盡量選擇線條變化的橋型，如變梁高連續(xù)箱梁、拱橋。比如連續(xù)箱梁橋，由于在河岸兩側(cè)觀看橋梁對(duì)梁的視覺(jué)效果比較敏感，宜將箱梁的翼緣板縮短，甚至幾乎取消翼緣板，使腹板直接置于外側(cè)，梁的外形效果就會(huì)突顯出來(lái)，景觀感顯著增加，還可在梁體和橋墩上增加與橋梁周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的裝飾圖案，如浮雕等，欄桿可以采用花崗巖欄桿。若為拱橋，盡量將拱的高跨比降低，即拱圈較低，并可以將拱圈的顏色進(jìn)行涂裝，增添美感。另外，可以適當(dāng)進(jìn)行夜景效果的設(shè)計(jì)，如在燈光效果和燈桿造型上融入更多的藝術(shù)設(shè)計(jì)。其實(shí)，跨涌橋每個(gè)部位細(xì)節(jié)都可以進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)。

跨河涌橋通過(guò)自身的建筑景觀和河涌的景觀相結(jié)合，往往會(huì)形成很好的美感，容易成為城市的標(biāo)志性建筑。

（4）人行天橋。人行天橋也是城市橋梁的一道亮麗風(fēng)景。由于橋下交通量大，過(guò)橋行人多，對(duì)橋梁景觀要求也較高。人行天橋多采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。橋型可選擇簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋、拱橋、鋼桁架橋等。梁截面可采用外形美觀的箱形截面，人行道欄桿宜采用現(xiàn)代感較強(qiáng)、并且較為通透的不銹欄桿和玻璃不銹鋼欄桿，其中玻璃可以采用彩色玻璃，根據(jù)不同的環(huán)境采用不同的顏色搭配。天橋外側(cè)還可以掛花籃，利用植物綠化來(lái)美化橋梁。

2 山區(qū)或郊區(qū)橋梁

山區(qū)或郊區(qū)橋梁一般位于高速公路和公路，由于地形條件因素，橋梁多數(shù)形式為高架橋，橋梁一般較長(zhǎng)，多在100m以上。由于橋梁位于山區(qū)和郊區(qū)，景觀要求比城市橋梁稍低，橋梁一般以常規(guī)結(jié)構(gòu)為主。上部結(jié)構(gòu)采用施工便利的預(yù)制結(jié)構(gòu)為主，常用的預(yù)制小箱梁、預(yù)制空心板，跨徑一般有20m、25m、30m、35m、40m。預(yù)制梁一般在預(yù)制場(chǎng)地制作好，然后運(yùn)至橋位處進(jìn)行吊裝并進(jìn)行接接，施工質(zhì)量易于控制，施工速度快。下部結(jié)構(gòu)一般采用圓柱式橋墩，薄壁式橋墩。在地勢(shì)較為平坦的地方多采用圓柱墩，施工簡(jiǎn)便快捷；在地勢(shì)較為陡峭、橫向變化較大的地方，多采用薄壁式橋墩，薄壁式橋墩形狀一般為T型墩，截面一般采用矩形截面。采用薄壁墩減少了墩柱個(gè)數(shù)，減少在陡坡上施工的開(kāi)挖量，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。

在山區(qū)建設(shè)公路時(shí)，往往還會(huì)遇到在兩座挨得很近的陡峭山谷之間建設(shè)橋梁的情況，若按常規(guī)橋梁設(shè)計(jì)，墩高一般會(huì)很高，橋墩受力將很不利，容易失穩(wěn)，此進(jìn)可以選擇拱橋，斜腿剛架橋的橋型，拱橋和斜腿剛架橋利用自身獨(dú)特橋形和地形的特點(diǎn)，避免中間高墩的設(shè)置，利用拱圈或斜腿剛架將上部荷載反力直接作用在山體上。

山區(qū)或郊區(qū)的橋梁在景觀上主要以簡(jiǎn)潔，齊整為主，與周圍自然環(huán)境融為一體。采用預(yù)制結(jié)構(gòu)就非常符合此特點(diǎn)，高架橋一般橋梁長(zhǎng)，墩高較高，給人一種高大、恢宏之美。而在山區(qū)建設(shè)的拱橋或者斜腿剛架橋往往也會(huì)成為當(dāng)?shù)氐囊坏里L(fēng)景。

3 跨江河、跨海橋梁

跨江河、跨海橋梁一般跨徑較大，特別在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中，航道和水務(wù)部門對(duì)橋梁建筑物的要求越來(lái)越高，航道越高，跨徑要求越大，另外橋梁的設(shè)計(jì)還要盡量降低對(duì)河道的行洪影響，盡可能縮小阻水比，因此橋梁的主跨一般都較大，滿足通航的要求，并減少河道中橋墩的個(gè)數(shù)。

跨江河、跨海大橋往往采用的橋型有變梁高連續(xù)箱梁橋和連續(xù)剛構(gòu)橋、斜拉橋、懸索橋、拱橋等。連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)跨徑一般在200m以下，跨徑大于200m時(shí)，一般采用跨越能力更大的斜拉橋或懸索橋、拱橋。

變梁高連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)橋一般采用帶翼緣的箱形截面，箱室一般為單箱單室或者單箱雙室，箱形截面的整體搞彎抗扭性能好。連續(xù)箱梁的下部結(jié)構(gòu)一般采用實(shí)心或者空心的板式橋墩，橋墩設(shè)計(jì)中考慮到防撞能力，墩身一般較為厚壯。連續(xù)剛構(gòu)橋下部結(jié)構(gòu)根據(jù)墩高和跨徑等各種參數(shù)選擇橋墩的形式，當(dāng)墩高與跨徑的高跨比較小時(shí)，一般采用雙薄壁橋墩，當(dāng)墩高與跨徑的高跨比較大時(shí)，可采用單肢薄壁空心墩。

當(dāng)橋梁跨徑大于200m，可以選用斜拉橋型。斜拉橋特點(diǎn)是索塔上用若干斜向拉索半梁吊起，于是梁跨內(nèi)增加了若干彈性支點(diǎn)，從而大大減小梁內(nèi)彎矩，使得梁體尺寸較小，橋梁的跨越能力增大。斜拉橋的主梁截面一般采用抗扭剛度較好的箱形截面。索塔形式一般有門式塔、雙柱式塔、A形塔、鉆石塔等。拉索性布置形狀一般有輻射式、平行式、扇式和星式，用得較多的為扇式。

當(dāng)橋梁的跨徑更大時(shí)，可以選用懸索橋，懸索橋亦稱吊橋，其主要承力部分是橋兩端的兩根塔架，在這兩根塔架間的懸索拉住橋的橋面。同理，懸索橋通過(guò)主纜上的吊索將梁吊起，于是梁跨內(nèi)增加了若干彈性支點(diǎn)，從而大大減小梁內(nèi)彎矩，使得梁體尺寸較小，橋梁的跨越能力也相應(yīng)增大。

在景觀設(shè)計(jì)方面，跨江河和跨海大橋由于橋梁跨徑大，梁高較大，整體上是非常宏偉建筑，宜在整體設(shè)計(jì)上體現(xiàn)美感，而跨江河跨海大橋在橋型結(jié)構(gòu)上本來(lái)就自帶了美的元素。變梁高連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)自身的梁高變化就是一個(gè)美的元素，變梁高連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)的梁底變化曲線一般采用拋物線，弧形優(yōu)美，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重其邊跨與中跨的比例設(shè)置，使其在受力上更加合理，梁高達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的取值，也能兼顧到橋梁采用懸臂法施工時(shí)邊跨施工的方便。斜拉橋和懸索橋橋塔、索面的組合就是現(xiàn)代橋梁建筑技術(shù)和美的結(jié)合，設(shè)計(jì)宜根據(jù)實(shí)際地形與周圍環(huán)境選擇橋塔的形狀、索的布置形式，甚至可以根據(jù)周圍環(huán)境的將橋梁的外觀涂裝顏色，用顏色搭配來(lái)豐富橋梁的景觀效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代橋梁建造技術(shù)迅猛發(fā)展，人民生活水平的提高，對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)提出了更多的要求，我們應(yīng)在設(shè)計(jì)橋梁的時(shí)候因地制宜科學(xué)合理地選擇橋梁結(jié)構(gòu)形式，并且要越來(lái)越注重橋梁的景觀美感設(shè)計(jì)，使其成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和藝術(shù)的結(jié)合體。

參考文獻(xiàn)：

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