阿聯(lián)酋的城市橋梁建設(shè)

穆祥純

（北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司，北京市 100008）

0 引 言

為了學(xué)習(xí)和借鑒中東國家在城市橋梁建設(shè)方面的經(jīng)驗，筆者于2019年12月赴阿聯(lián)酋進行了城市橋梁考察。

阿拉伯聯(lián)合酋長國簡稱阿聯(lián)酋，位于阿拉伯半島東部，東與阿曼毗鄰，西北與卡塔爾接壤，南部和西南與沙特阿拉伯交界，北臨波斯灣，與伊朗隔海相望，屬熱帶沙漠氣候，主要由平原、山地和洼地組成，總面積83 600 km2，海岸線長734 km。阿聯(lián)酋在大力發(fā)展城市建設(shè)中，建造了世界第一建筑高度的哈利法塔以及帆船酒店等聞名世界的建筑物，同時以其雄厚的經(jīng)濟實力，在城市橋梁的建設(shè)上亦取得了一定成就。

1 造型獨特的創(chuàng)新性大橋

1.1 橋梁1

橋梁1是坐落于首都阿布扎比的一座預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土拱橋，是連接阿布扎比島和大陸的交通通道之一。橋梁全長842 m、高64 m、寬61 m，最大跨度為140 m。大橋的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，被當(dāng)?shù)爻蔀椤笆飞献顝?fù)雜的橋梁”。整個橋墩結(jié)構(gòu)由若干個高低起伏的鋼筋混凝土波浪狀拱構(gòu)成。橋梁分兩幅，每幅4個車道，兩幅之間距離為16 m。主梁為鋼結(jié)構(gòu)，兩幅之間設(shè)鋼拱梁相連。主拱結(jié)構(gòu)最高處高出水面60 m，橋面平均高出水平面20 m。如圖1所示，大陸是橋體結(jié)構(gòu)的起點，主拱布置在兩幅橋面的中央，橋面結(jié)構(gòu)懸吊在主拱外側(cè)。主拱沿大塊混凝土橋墩不對稱地“跳”出來向上升起。主梁形如“脊椎結(jié)構(gòu)”，從岸邊沿著中空的地方并行伸出，在橋面下岔開伸向橋的另一端。這種新穎的仿脊椎結(jié)構(gòu)形式是這座大橋的創(chuàng)新之處。

圖1 橋梁1

1.2 橋梁2

圖2系首都阿布扎比快速路上的一座鋼結(jié)構(gòu)拱橋。這座變形的鋼架拱橋造型十分新穎，設(shè)有兩個拱肋，拱肋下方8個吊桿，主梁為鋼板結(jié)構(gòu)。雖然這座主橋的跨徑不大（主跨65m）,但其結(jié)構(gòu)新穎別致，充分發(fā)揮了拱形結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。

圖2 橋梁2

1.3 橋梁3

橋梁3為迪拜運河上的一座拱橋，該拱橋被當(dāng)?shù)厝朔Q為“無限拱形大橋”，是迪拜的又一個建筑地標(biāo)。該大橋采用箱梁結(jié)構(gòu)，并用“無限拱形”作為裝飾，形成雙連環(huán)的拱肋造型。

這座造型奇特的橋梁像一個變形的阿拉伯?dāng)?shù)字8，令人們從不同方向、不同位置都能感覺橋拱的存在（見圖3）。

圖3 橋梁3

1.4 橋梁4

橋梁4坐落于迪拜運河上，是一座雙塔斜拉橋。大橋一跨過江，雙塔單索面，采用鋼梁與鋼筋混凝土預(yù)制板相結(jié)合的疊合梁結(jié)構(gòu)。橋塔形狀為A字形，橋塔向橋中方向傾斜15°，兩側(cè)以鋼索懸掛連接主梁，索與索成空間扇形布置。引橋為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁和鋼筋混凝土墩臺結(jié)構(gòu)。為減少橋墩承重，在滿足結(jié)構(gòu)受力的前提下，在A字形橋塔的兩側(cè)開鑿了6個方洞，造型新穎美觀（見圖4）。

圖4 橋梁4

1.5 橋梁5

橋梁5（見圖5）是迪拜運河上又一座造型別致的橋梁。該橋為一座獨塔單索面斜拉橋，其主梁為疊合梁，橋塔呈倒“Y”形，主橋塔高68 m。該橋只有一個中央鉛垂索面，其主梁疊合梁與纖細(xì)的獨柱式橋塔組合修建，挺拔秀美，景觀效果好。中央索面不能傳遞橋面的偏心荷載作用，需要設(shè)置抗扭能力強大的箱形截面主梁來承受扭矩。當(dāng)獨立塔柱與主梁剛性連接構(gòu)成塔梁固結(jié)體系時，在橋墩上要設(shè)置大噸位支座，以承受豎向荷載、主梁抗扭反力和塔柱受橫向荷載的彎矩作用。

圖5 橋梁5

這座橋梁的特點是：其獨立塔柱可穿過主梁與橋墩剛性連接，保證其橫向穩(wěn)定性。采用倒“Y”形橋塔，可減少橋塔占用橋面面積，但橋塔施工復(fù)雜，造價較高。

2 各具特色的橋梁

2.1 輕巧的跨線橋梁

圖6為迪拜城區(qū)的一座跨線橋梁，是一座纖細(xì)的、造型優(yōu)美的橋梁。其上部結(jié)構(gòu)主梁為預(yù)應(yīng)力空心板，下部結(jié)構(gòu)為T型墩柱。墩柱的蓋梁為工廠預(yù)制，現(xiàn)場與墩柱拼裝而成。

圖6 輕巧的跨線橋梁

這座跨線橋梁結(jié)構(gòu)雖然簡單，但各部位的結(jié)構(gòu)受力配件組合起來很協(xié)調(diào)。這座地處城市中心區(qū)的橋梁，給人的整體感覺十分舒服。

2.2 閉合箱型立交橋梁

圖7為阿布扎比的一座下穿式立交橋梁，橋梁主體為4孔閉合框架結(jié)構(gòu)。這座橋梁在閉合框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計上總體中規(guī)中矩，結(jié)構(gòu)設(shè)計很實用，在滿足結(jié)構(gòu)受力需要的前提下，充分滿足結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的要求。

圖7 閉合箱型立交橋梁

2.3 豪華酒店的專用通道橋

聞名世界的亞特蘭豪華大酒店坐落于迪拜著名的棕櫚島上，為滿足酒店的交通需要，特開辟了一條汽車專用通道橋梁。這座橋梁有三個特點:一是其橋梁的平面線形為反向曲線，既能抵抗海水對橋梁的直面拍打，又使橋形顯得很優(yōu)美；二是為防止海潮對橋墩的沖擊，在每個橋墩下方設(shè)置了強大的承臺；三是上部主梁為連續(xù)剛架結(jié)構(gòu)，將主梁與橋墩頂部固結(jié)，為在海灣處修建同類橋梁提供了很好的案例（見圖8）。

圖8 豪華酒店的專用通道橋

2.4 簡易的人行過街斜拉橋

迪拜有一個被當(dāng)?shù)厝朔Q為“大鏡框”的地標(biāo)式的建筑物，在大鏡框的附近，有一座新穎、別致的簡易人行過街斜拉橋。這是一座獨塔、單索面的斜拉橋，坐落在城區(qū)主干路上，一跨跨越主干路。斜拉橋的橋塔為人字形，橋墩為T型墩，主梁為鋼板梁。這座人行橋結(jié)構(gòu)簡單、造型輕盈，受到當(dāng)?shù)厝说姆Q贊（見圖9）。

圖9 簡易的人行過街斜拉橋

3 阿聯(lián)酋的城市立交橋梁

圖10～12為2000年左右迪拜興建的3座不同的城市立交。這3座立交橋梁有如下特點：一是三座立交橋均按照各自立交的交通需求合理地布設(shè)橋梁結(jié)構(gòu)，橋梁結(jié)構(gòu)和道路交通有機結(jié)合，交通通暢、舒適；二是在立交橋梁的范圍內(nèi)，在滿足交通需求的前提下合理地避讓既有高大建筑物，橋梁與周圍建筑相得益彰；三是在橋梁結(jié)構(gòu)的布置上，不一味追求大跨徑和異形結(jié)構(gòu)，而是根據(jù)實際受力需求，合理進行橋梁設(shè)計；四是在主梁的設(shè)計上有預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁、空心板梁、簡支梁等，并設(shè)計了一大批預(yù)應(yīng)力彎梁和主梁連接處的異形結(jié)構(gòu)，通過安全性設(shè)計和結(jié)構(gòu)防范，避免主梁在遇到車輛超載時造成主梁傾覆；五是下部結(jié)構(gòu)墩柱采用矩形、圓柱形、Y型和雙柱形，通過各種墩柱的設(shè)計，在考慮承受海浪沖擊、滿足結(jié)構(gòu)受力的前提下，達到整體上協(xié)調(diào)、美觀的效果。

圖10 迪拜立交橋梁圖片1

4 工業(yè)化理念制造的新型橋墩

圖11 迪拜立交橋梁圖片2

圖12 迪拜立交橋梁圖片3

順應(yīng)國際橋梁發(fā)展趨勢，迪拜采用工業(yè)化理念建設(shè)了一些新型橋梁。圖13、圖14均為立交橋的定向式匝道引橋，其上部結(jié)構(gòu)主梁為多跨連續(xù)的箱型梁，橋墩為工廠預(yù)制，現(xiàn)場安裝。為避免橋梁因車輛超載造成安全事故，建設(shè)者在箱型主梁的支座處設(shè)置了兩個預(yù)制T型橋墩（見圖13）。圖14所示的橋梁主梁下方雖為單柱橋墩，但其寬大的橋梁支座足以滿足橋梁的抗傾覆結(jié)構(gòu)要求。這兩座橋梁其主梁的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計、橋墩的預(yù)制拼裝技術(shù)、橋梁的耐久性技術(shù)等，從設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)改進以及施工技術(shù)等方面，都是值得借鑒的案例。

圖13 工業(yè)化理念制造的新型橋墩圖片1

圖14 工業(yè)化理念制造的新型橋墩圖片2

圖15為迪拜附近一座連接海灣與碼頭的橋梁，其主梁為多跨預(yù)應(yīng)力簡支T型梁，跨徑為24 m。雖然其上部結(jié)構(gòu)比較簡單，但其橋墩的設(shè)計別出心裁。橋墩為新穎的Y型橋墩，其特點：一是橋墩形成Y型可減少梁的跨度；二是橋墩為Y型可增大橋梁的泄水面積，臺風(fēng)時可確保橋梁的安全；三是Y形橋墩分叉處設(shè)計造型協(xié)調(diào)、美觀。

圖15 新穎的Y型橋墩

5 新穎美觀的橋上設(shè)備

5.1 封閉型組合欄桿和隔音屏蔽墻

圖16是阿布扎比的一座跨線橋。該橋地處城市中心，有很高的隔音需求。橋梁主梁為多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，橋墩為T形墩。這座橋梁的主要特點是將封閉型的組合欄桿和隔音屏蔽墻有機地結(jié)合起來，既滿足了橋梁欄桿的分隔功能、安全功能和美化功能，實現(xiàn)了欄桿與道路環(huán)境融洽、協(xié)調(diào)，又起到了隔聲吸聲的降噪作用。

圖16 封閉型的組合欄桿和隔音屏蔽墻

5.2 新穎的橋梁防護裝置

在迪拜著名的哈利法塔附近，有一座城市橋梁的橋梁防護裝置十分引人注目。與一般的橋梁防護裝置不同，該橋在防護鋼管和裝飾欄桿的外側(cè)，沿行車方向設(shè)置了波浪起伏的防護欄裝置（見圖17），既有美化和裝飾作用，又對橋梁起著防撞的作用。

圖17 新穎的橋梁防護裝置

6 結(jié)語

阿聯(lián)酋是一個以產(chǎn)油著稱的中東沙漠國家,自1966年發(fā)現(xiàn)石油以來,該國一躍成為世界最富裕的國家之一。他們利用石油資源大力發(fā)展城市建設(shè)，在城市橋梁的建設(shè)上亦取得了一定成就。阿聯(lián)酋在城市橋梁建設(shè)上，有很多值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的地方。他山之石可以為我國城市橋梁建設(shè)者提供一定啟示。