重慶市巴南區(qū)木洞鎮(zhèn)中壩大橋橋型方案設(shè)計(jì)

吳后偉，孟 杰

（林同棪國(guó)際工程咨詢（中國(guó)）有限公司，重慶市 401121）

1 工程概況

中壩大橋項(xiàng)目位于重慶市巴南區(qū)木洞鎮(zhèn)中壩島。中壩島是長(zhǎng)江水域內(nèi)的一個(gè)孤島，三峽大壩成庫(kù)后的中壩島面積約0.96 km2，島上居民約120戶。中壩大橋跨越內(nèi)河道，與兩岸道路連接，是中壩島通向外界的唯一陸上通道（見(jiàn)圖1）。

圖1 中壩大橋橋位平面圖

中壩島及南側(cè)濱江區(qū)域規(guī)劃為以內(nèi)陸游艇基地為重點(diǎn)的長(zhǎng)江旅游節(jié)點(diǎn)，是集休閑旅游、商業(yè)、生態(tài)居住為一體的島嶼式旅游綜合發(fā)展區(qū)（見(jiàn)圖2、圖3）。

圖2 中壩島規(guī)劃意向圖（一）

圖3 中壩島規(guī)劃意向圖（二）

橋位區(qū)左為左陡右緩的不對(duì)稱河汊。根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查及鉆探揭露，勘察區(qū)內(nèi)未見(jiàn)危巖崩塌、滑坡、泥石流、巖溶、地下洞室等不良地質(zhì)現(xiàn)象，適宜該橋梁的建設(shè)。枯水期水位較低，江中有巖石出露。圖4為中壩大橋橋位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景。

圖4 中壩大橋橋位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景

2 方案設(shè)計(jì)

由于中壩島及南側(cè)濱江區(qū)域規(guī)劃為以內(nèi)陸游艇基地為重點(diǎn)的島嶼式旅游綜合發(fā)展區(qū)，因此對(duì)中壩大橋就提出了很高的景觀要求。要求新建的中壩大橋現(xiàn)代、簡(jiǎn)潔、大氣，并且要到達(dá)耳目一新、眼前一亮的感覺(jué)，最好還要與游艇旅游基地的主題相結(jié)合。項(xiàng)目組結(jié)合橋位的建設(shè)條件及客觀需求，采用不同的設(shè)計(jì)方法提出了如下3 種橋型方案。

2.1 方案一：“乘浪橋”

設(shè)計(jì)方法：常規(guī)結(jié)構(gòu)+構(gòu)造造型+景觀涂裝。

該方案在滿足通航及行洪的要求下，采用三跨連續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑布置為95 m+150 m+95 m，橋梁總長(zhǎng)352 m，橋面標(biāo)準(zhǔn)寬度為13 m，橋面布置為3 m（人行道）+7 m（車行道）+3 m（人行道），橋面為雙向2 車道(見(jiàn)圖5～圖7)。

圖5 中壩大橋立面布置圖（方案一）

圖6 支點(diǎn)斷面圖（方案一）

圖7 跨中斷面圖（方案一）

P1 主墩放置于江中外露巖石上，P2 主墩放置于河漫灘上，在枯水期，兩主墩處的地面均外露，主墩選在這兩個(gè)位置可有效地減少施工難度和降低工程造價(jià)。配置適當(dāng)?shù)倪吙?，有效地跨越中壩島上的濱江路，讓濱江路與長(zhǎng)江之間形成無(wú)遮攔的開(kāi)闊視野，同時(shí)讓兩側(cè)的橋臺(tái)取到一個(gè)合適的高度。橋梁采用三跨布置，比例協(xié)調(diào)、整體簡(jiǎn)潔、大氣，江面上視野開(kāi)闊。

該方案的景觀設(shè)計(jì)理念是通過(guò)局部的結(jié)構(gòu)造型和色彩涂裝來(lái)烘托出游艇旅游基地的氣氛。標(biāo)志性的游艇形象是該方案所要傳達(dá)的基本意圖，橋墩兩側(cè)設(shè)有船頭造型的觀景平臺(tái)，藍(lán)色水波的裝點(diǎn)讓橋梁、水體渾然一體，整個(gè)橋展現(xiàn)出乘風(fēng)破浪之氣勢(shì)。其正立面、側(cè)立面、橋面效果圖（見(jiàn)圖8～圖10 所示）。

圖8 中壩大橋正立面效果圖（方案一）

圖9 中壩大橋側(cè)立面效果圖（方案一）

圖10 中壩大橋橋面效果圖（方案一）

該橋?yàn)殡p向2 車道，總寬13 m，橋面相對(duì)較窄，為了使整個(gè)橋面空間更舒適美觀，做了精心的設(shè)計(jì)：

（1）燈桿設(shè)于橋梁外側(cè)，并只是單側(cè)設(shè)置，橋面視野更開(kāi)闊。

（2）量身定制了金屬質(zhì)感的人行道欄桿，配上打孔的金屬板，欄桿整體外傾，設(shè)置寬大的扶手臺(tái)，欄桿整體現(xiàn)代、舒適，并且具有游艇的感覺(jué)。

（3）設(shè)置外挑的觀景平臺(tái)，拓展了橋面空間，營(yíng)造了立于船頭觀景的氛圍。

該方案采用常規(guī)的結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)整體的設(shè)計(jì)創(chuàng)新和局部的細(xì)節(jié)打造，很好地烘托出了游艇旅游基地的氣氛，滿足了橋梁景觀的需求。

該方案主梁采用掛籃懸臂施工，對(duì)各施工階段及運(yùn)營(yíng)階段的受力情況建模進(jìn)行了分析，承載能力組合下最大彎矩1.48 ×106 kN ·m，最大剪力4.89 ×104kN，短期組合正截面上緣最小壓應(yīng)力0.2 MPa，下緣最小壓應(yīng)力0.3 MPa，主梁滿足全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的受力要求（見(jiàn)圖11、圖12）。

圖11 整體計(jì)算模型（方案一）

圖12 承載能力組合主梁彎矩包絡(luò)圖(方案一，單位：kN·m)

主梁墩頂設(shè)置觀景平臺(tái)，觀景平臺(tái)平面形狀由圓弧加相切直線組成，外側(cè)最大懸挑距離為3.5 m，平臺(tái)縱向最大尺寸為11 m。觀景平臺(tái)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)自上而下7.45 m 范圍采用空心混凝土結(jié)構(gòu)，壁厚20cm，其下4.25 m 范圍采用實(shí)心混凝土結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖13）。

圖13 景觀平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖

該方案總施工工期15 個(gè)月，估算建安費(fèi)為：5 055.4 萬(wàn)元。

2.2 方案二：“迎賓橋”

設(shè)計(jì)方法：梁橋+索橋的組合結(jié)構(gòu)。

橋型方案采用索輔梁橋，跨徑布置為95 m+150 m+95 m，橋梁總體風(fēng)格偏向現(xiàn)代簡(jiǎn)歐，橋塔相迎的符號(hào)體現(xiàn)于該方案中，人行視野開(kāi)闊，表現(xiàn)出連結(jié)濱江區(qū)居民與中壩島彼岸的親民特性。索輔梁橋的特點(diǎn)形似棧橋碼頭的取景，與當(dāng)?shù)貋?lái)往的游船和諧共生，與此同時(shí)不失建筑細(xì)節(jié)，層層相疊，在水面上傳達(dá)出祥和且朝氣的景象。其效果圖見(jiàn)圖14、圖15 所示。

圖14 中壩大橋側(cè)面效果圖（方案二）

圖15 中壩大橋夜景效果圖（方案二）

該方案主梁采用掛籃施工，梁上塔柱及纜索體系在主梁合龍完畢后在橋面支架施工。對(duì)各施工階段及運(yùn)營(yíng)階段的受力情況建模進(jìn)行了分析，承載能力組合下最大彎矩1.18 ×106 kN ·m，最大剪力3.98 ×104kN，主纜最大拉力為2 600 kN，主纜大約承擔(dān)了全橋20%的荷載。主梁短期組合正截面上緣最小壓應(yīng)力0.12 MPa，下緣最小壓應(yīng)力0.65 MPa，主梁滿足全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的受力要求（見(jiàn)圖16、圖17）。

圖16 整體計(jì)算模型（方案二）

圖17 承載能力組合主梁彎矩包絡(luò)圖(方案二)(單位：kN·m)

該方案總施工工期18 個(gè)月，估算建安費(fèi)為:5 606 萬(wàn)元。

2.3 方案三：“浪琴橋”

設(shè)計(jì)方法：外加整體裝飾構(gòu)件。

該方案橋型采用裝飾梁橋，主體結(jié)構(gòu)為梁橋，跨徑布置也為95 m+150 m+95 m，梁體外側(cè)增設(shè)裝飾構(gòu)件，重復(fù)布置橫向桿件，形成鏤空的光影效果。該方案借喻波浪與琴弦的動(dòng)向形態(tài)，譜寫(xiě)水上浪漫情懷的樂(lè)章，為度假勝地抹上一筆流暢且充滿寓意的曲線，與水景相得益彰，使之賞心悅目方得美曰其名：浪琴！其效果圖見(jiàn)圖18、圖19 所示。

圖18 中壩大橋側(cè)立面效果圖（方案三）

圖19 中壩大橋橋面效果圖（方案三）

該方案主梁采用掛籃施工，梁上鋼結(jié)構(gòu)裝飾構(gòu)件在主梁合龍完畢后在橋面進(jìn)行吊裝施工。該方案的整體受力情況與方案一相近。

該方案總施工工期21 個(gè)月，估算建安費(fèi)為6 201 萬(wàn)元。

2.4 方案比選

經(jīng)過(guò)對(duì)造價(jià)、景觀效果、施工復(fù)雜度、施工工期及后期養(yǎng)護(hù)困難度等綜合比選后，最終采用方案一：“乘浪橋”。該方案采用常規(guī)的結(jié)構(gòu)形式，造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工技術(shù)成熟，工期短，后期維護(hù)簡(jiǎn)單，通過(guò)整體的設(shè)計(jì)創(chuàng)新和局部的細(xì)節(jié)打造，很好地烘托出了游艇旅游基地的氣氛，滿足了橋梁景觀的需求。

3 結(jié)語(yǔ)

在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)景觀的要求越來(lái)越高，同時(shí)對(duì)工程造價(jià)的控制也很嚴(yán)格，要設(shè)計(jì)出既經(jīng)濟(jì)又美觀的橋梁，具有很大的挑戰(zhàn)。該橋采用3 種不同的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出三個(gè)不同風(fēng)格的橋梁方案。三個(gè)方案均與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，與區(qū)域文化相結(jié)合，利用了成熟、常規(guī)的結(jié)構(gòu)形式及施工方法，很好地達(dá)到了經(jīng)濟(jì)與美觀的平衡。最終，通過(guò)方案比選，從優(yōu)中選最優(yōu)：“乘浪橋”。

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[2] 張繼堯，王昌將.懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁[M].北京：人民交通出版社，1996.

[3] 邵旭東，程翔云，李立峰.橋梁設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].北京：人民交通出版社，2007.

[4] 尹德蘭.鄧文中與橋梁——中國(guó)篇[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[5] 陳祖生，吳后偉.重慶合川涪江一橋橋型設(shè)計(jì)創(chuàng)意[J].公路交通技術(shù)，2012，（5）：73-76.