息縣淮河大橋設(shè)計特點(diǎn)探討

張安林 （安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司，安徽 合肥 230011）

1 工程背景

息縣淮河大橋位于河南省信陽市息縣縣城南部的埠口村處的淮河干流上，是X005上的重要工程，向北連接縣城南郊，向南連接濮公山景區(qū)。橋位處便為1947年8月27日劉鄧大軍強(qiáng)渡淮河天險千里躍進(jìn)大別山的渡淮處，2005年，劉鄧大軍渡淮處被確定為全國紅色旅游線路景點(diǎn)之一，北岸橋頭建有渡淮廣場。

為減少征地、拆遷，利于與現(xiàn)狀路網(wǎng)順接，路線平面沿現(xiàn)狀老路布設(shè)，先后跨越淮河干流及沿淮路，終點(diǎn)位于規(guī)劃中州大道與濮公山景觀大道交叉口，路線全長為2.304km。結(jié)合縱斷面設(shè)計及防洪影響評價要求，橋梁跨徑布置采用14×30m預(yù)制組合箱梁+(100+75)m獨(dú)塔斜拉橋+33×30m預(yù)制組合箱梁，設(shè)計橋梁全長1590m。

根據(jù)規(guī)劃航道等級（Ⅳ航道，通航孔尺度為90m×7m），主跨跨徑確定為100m，如采用變截面連續(xù)梁橋則梁高較高，導(dǎo)致縱坡較大，本項目不可取，如采用系桿拱橋則造型相對單調(diào)，景觀效果一般；斜拉橋的獨(dú)特之處在于提拔的橋塔、輕盈的主梁、優(yōu)美的外形，結(jié)構(gòu)富有張力和激情，故將斜拉橋方案作為最終的建設(shè)方案，考慮橋上視野通透性和橋梁寬度不寬，采用獨(dú)塔單索面布置較為合適。

圖1 項目地理位置圖

2 設(shè)計立意

大橋橋位處地理位置特殊，具有濃厚的紅色文化背景，橋梁景觀要求高，設(shè)計創(chuàng)意如何與當(dāng)?shù)貧v史文化相融合，成為大橋設(shè)計首要解決的難點(diǎn)。經(jīng)過設(shè)計組反復(fù)思量，景觀設(shè)計以“緊密結(jié)合息縣文化，講好息縣故事”為導(dǎo)則，以主塔多變造型為載體，表現(xiàn)和展示息縣深厚的紅色文化內(nèi)涵，經(jīng)過多番比選確定主塔3個創(chuàng)意元素為云梯、破竹、軍魂。

從淮河河道中正視，大橋主塔似一架“云梯”，表現(xiàn)當(dāng)年劉鄧大軍一路斬關(guān)奪隘，英勇善戰(zhàn)，所向披靡；其形狀也像紅軍渡河所用“竹排”，寓意當(dāng)年劉伯承將軍借竹排試水，得以順利渡淮。同時主塔整體造型猶如破開的毛竹，預(yù)示著劉鄧大軍勢如破竹，沖破敵人的重重阻攔，千里躍進(jìn)大別山。從斜側(cè)面望去，大橋猶如一個高舉紅旗向前沖鋒的軍人，體現(xiàn)了劉鄧大軍視死如歸、勇往直前和不畏犧牲的革命精神。主塔的雙肢一高一低，也代表著了劉伯承元帥和鄧小平同志兩位偉人，息縣人民和全國人民永遠(yuǎn)銘記兩位前輩的豐功偉績。

圖2 橋梁創(chuàng)意元素

圖3 主橋整體創(chuàng)意效果

圖4 主塔斷面

3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件景觀效果的技術(shù)實現(xiàn)

有了造型別致的創(chuàng)意理念，還需要合適的結(jié)構(gòu)布置來實現(xiàn)。為配合主橋創(chuàng)意，表現(xiàn)軍隊奔跑沖鋒、不畏險阻的效果，主橋采用單索面不對稱斜塔設(shè)計。綜合美學(xué)視覺效果、人體奔跑角度及受力差異比較分析后，確定橋塔向邊跨傾斜10°。主塔塔柱采用雙肢鋼管混凝土截面，鋼管混凝土直徑為2.5m，雙肢鋼管順橋向凈距2m。塔柱內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土。拉索區(qū)為啞鈴型截面，為抵抗兩側(cè)斜拉索的對拉效應(yīng)，在拉索區(qū)預(yù)埋D54x6mm無縫套管內(nèi)設(shè)Φ32精軋螺紋粗鋼筋（JL930）作為塔柱橫向預(yù)應(yīng)力，豎向布置間距為0.9～1.2m，單根鋼筋張拉力為500kN，采用一端張拉、一端錨固的張拉形式，張拉端和固定端應(yīng)在兩側(cè)交替布置，套管內(nèi)充填防腐油脂。同時兩肢鋼筋管間用厚20mm的鋼板全長焊接，安全系數(shù)較高。為營造云梯、破竹等景觀效果，鋼板采用內(nèi)嵌25cm焊接。主塔整體采用中國紅色系。

非拉索區(qū)采用塔柱分離、綴管連接的結(jié)構(gòu)，根據(jù)受力分析，綴管受荷較小，故設(shè)計不予綴管灌注混凝土，采取空鋼管連接，為與主管尺寸協(xié)調(diào)，綴管直徑為1m。

4 亮化照明及細(xì)部設(shè)計

注重細(xì)節(jié)設(shè)計、精細(xì)化設(shè)計和人性化設(shè)計也是本橋的特色之一。為提升工程品質(zhì)，采用獨(dú)特亮化照明方案，亮化設(shè)計主題為：運(yùn)用科技之光，打造淮上明珠。塔頂采用變色七彩玫瑰燈，可播放追逐、流水、漸變、聚攏等彩色燈光效果，象征息縣人民現(xiàn)代富足、多彩的生活。并采用節(jié)能控制模式，分為節(jié)日，平日和午夜模式。主塔兩側(cè)安裝毛體“渡淮大橋”發(fā)光鎏金字，夜晚璀璨明亮，仿佛是一個明亮的航向燈塔。路燈采用別具一格的與渡淮場景相匹配的紅帆船景觀燈，護(hù)欄采用LED燈光文化欄桿，方型立柱上標(biāo)有古代象形文字“息”。

為方便行人駐足觀賞大橋周邊秀麗景色，在主梁梁段設(shè)置4處觀景平臺，為增加視覺通透性和結(jié)構(gòu)輕盈性，下設(shè)鋼結(jié)構(gòu)支撐骨架，平臺面板采用雙層夾膠鋼化玻璃。

為凸顯設(shè)計初衷，在塔頂設(shè)置了一號國旗，考慮紅旗所處位置較高擺動力較大，經(jīng)空氣動力學(xué)分析紅旗尾部采用了風(fēng)兜設(shè)計，提升了耐久性。旗桿與塔尖避雷系統(tǒng)合并設(shè)計，通過加長避雷針下部鋼管，以防止紅旗在擺動過程中與塔頂鋼管護(hù)欄碰撞，損壞國旗；同時加長避雷針長度，避免在紊流情況下被紅旗遮蓋，影響防雷作用；另外增設(shè)旗桿，通過套筒和螺栓固定于避雷裝置支撐鋼管上，方便日后換旗?？紤]方便塔頂檢修蓋開啟，在蓋板下設(shè)置氣彈簧，同時在蓋板上段增設(shè)軸承，在軸承位置加扭轉(zhuǎn)彈簧，幫助開門的時候減小推力。由于蓋板總質(zhì)量減輕，為防止負(fù)風(fēng)壓下檢修蓋被吹起同時設(shè)置了門扣式快速夾具。

圖5 紅帆船景觀燈及LED燈光文化欄桿

圖6 觀景平臺、塔頂紅旗及氣彈簧檢修蓋

5 主橋施工工藝

主橋箱梁采用支架現(xiàn)澆施工工藝，主塔采用支架配合自升式塔吊吊裝施工，考慮工期需要設(shè)計為塔梁同步，主橋箱梁采用大節(jié)段支架現(xiàn)澆，澆筑劃分三個階段進(jìn)行，節(jié)段長27～42.5m。

為配合箱梁節(jié)段施工，頂?shù)装宀糠滞ㄩL預(yù)應(yīng)力鋼束（頂板6束，底板4束）需采用分節(jié)段張拉，并用鋼絞線連接器接長，由于連接器及錨固尺寸限制，故需將該10束鋼束位置在箱梁節(jié)段線處適當(dāng)平彎和豎彎。

6 建成效果

息縣淮河大橋造型獨(dú)特、結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計立意深刻，與地方文化充分融合相得益彰，目前已建成通車，景觀效果及社會效益極佳，受到業(yè)主及當(dāng)?shù)厝罕姷囊恢潞迷u，已經(jīng)成為息縣標(biāo)志性建筑和當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)紅打卡地。

7 結(jié)語

橋梁人文景觀風(fēng)格是設(shè)計構(gòu)思所表現(xiàn)的具有特色或表明特征的建筑形態(tài)，在一定程度上表現(xiàn)出時代的、民族的、社會的文化思想，它往往成為欣賞者審美的主要方面。每一座橋梁都應(yīng)在滿足功能的前提下選用符合純正、清爽、穩(wěn)定的最佳結(jié)構(gòu)形式，并與周邊的自然環(huán)境、人文環(huán)境相融合。橋梁設(shè)計者也應(yīng)從單純的結(jié)構(gòu)理論、觀點(diǎn)中超凡脫俗，多掌握點(diǎn)橋梁美學(xué)知識，設(shè)計更多結(jié)構(gòu)和諧與造型雅致的橋梁，為祖國壯麗山川和城市增光添彩。