南平市九峰橋橋型方案設(shè)計(jì)與比選

摘要：文章簡要介紹了南平市九峰橋橋型方案的比選情況，推薦選擇無背索斜拉橋方案，該橋型能更好的與兩大公園景觀結(jié)合，融為一體，體現(xiàn)了適度張揚(yáng)的個(gè)性與形體表現(xiàn)力，將成為南平市一處標(biāo)志性景觀建筑。

關(guān)鍵詞：橋型設(shè)計(jì)；比選；景觀；無背索斜拉橋

九峰大橋是南平中心城區(qū)聯(lián)系江南新區(qū)、夏道片區(qū)城市干道上的重要橋梁。它的建設(shè)有助于進(jìn)一步完善城市道路交通體系，進(jìn)一步完善城市中心區(qū)的綜合功能；對加快江南新區(qū)開發(fā)、進(jìn)而全面實(shí)施市政府“東擴(kuò)西拓”城市發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。大橋橋址位于南平市區(qū)西溪九峰山段，橋址處河寬約200米。

九峰大橋的建設(shè)是南平市重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，通航孔主橋橋型設(shè)計(jì)應(yīng)展示橋梁的技術(shù)先進(jìn)性及景觀效果，使之成為城市標(biāo)志性建筑，新橋建成后能保持原來的景觀效果，同時(shí)合理控制全橋總投資。本方案設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想為通航孔主橋技術(shù)先進(jìn)、造型美觀；非通航孔主橋及引橋施工方便，結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理，線型簡潔、明快。根據(jù)這一設(shè)計(jì)原則，在滿足交通組織、反映城市特色的前提下，設(shè)計(jì)中提出了5個(gè)橋型比選方案。

一、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

道路等級：城市主干道；計(jì)算行車速度：40km/h；車道及橋?qū)挘褐鳂虬此能嚨涝O(shè)計(jì)，兩側(cè)設(shè)非機(jī)動(dòng)車道、人行道。橋面寬度32米；橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)：城——A；橋梁設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100；通航標(biāo)準(zhǔn)：閩江西溪在九峰大橋橋址處為內(nèi)河V（3）級航道；抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：按地震基本烈度為Ⅵ度設(shè)防。

二、橋位自然條件和工程地質(zhì)情況

擬建大橋橋位跨越閩江上游的西溪，西岸位于南平市府前路，上跨濱江路，屬沙溪一級階地地貌單元，地形平坦開闊。河岸有古城門一座，以及沿河公園、娛樂場所等。河寬220-240米，水深3-15米，現(xiàn)有水面標(biāo)高62.50米。據(jù)市水文站資料，南平20年一遇洪水位74.57米；50年一遇洪水位76.30米。

本地區(qū)屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，溫暖潮濕，雨量充沛，多年平均氣溫19.3℃，最冷的一月平均氣溫10℃，最熱的七月平均氣溫28.7℃，歷年極端最高氣溫39.9℃，極端最低氣溫-1.7℃。多年平均風(fēng)速2.7m/s，臺(tái)風(fēng)的影響發(fā)生在5月中旬至11月中旬，臺(tái)風(fēng)平均每年2-3次，7月中旬至9月下旬為盛行期，受臺(tái)風(fēng)影響平均風(fēng)速和極大風(fēng)速均達(dá)12級，風(fēng)向東北。多年平均無霜期數(shù)為324天，相對濕度為74%。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料、本次野外踏勘及以往勘探資料，大橋東、西兩岸地層均為侏羅系圓盤組（Jy）強(qiáng)-中風(fēng)化粉砂巖、含礫粉砂巖及砂巖分布區(qū)，地層連續(xù)。區(qū)內(nèi)無活動(dòng)斷裂構(gòu)造及其他斷裂構(gòu)造通過，地質(zhì)構(gòu)造相對穩(wěn)定。

三、橋型方案簡介

根據(jù)橋型設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，并結(jié)合具體工程特點(diǎn)和橋址區(qū)域水文、地質(zhì)等自然條件及標(biāo)志性建筑的景觀要求等因素綜合考慮，通航孔主橋橋型方案選擇具體考慮如下幾條原則：全面貫徹“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的技術(shù)方針。在滿足橋梁使用功能和橋下通航要求的前提下，力求橋梁造型新穎，有個(gè)性，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，使之成為具有南平特色的標(biāo)志性建筑。采用新結(jié)構(gòu)、新工藝，提高技術(shù)含量，推進(jìn)橋梁技術(shù)進(jìn)步。

（一）100+45米無背索斜拉橋

本方案主橋?yàn)闊o背索斜拉橋，造型優(yōu)美，橋塔雄偉挺拔，橋梁輕盈飄逸，十分引人注目。斜塔斜向九峰山，高聳略帶傾斜的塔柱給人以力的美感，與兩大公園景觀協(xié)調(diào)，融為一體。整座橋纖巧、獨(dú)特，突破傳統(tǒng)的斜拉橋造型與周圍環(huán)境和文化背景緊密結(jié)合，體現(xiàn)了適度張揚(yáng)的個(gè)性與形體表現(xiàn)力，將成為南平市一處標(biāo)志性景觀建筑。

全橋的總體布置為2×45+（100+45）+45米，全長280米（見圖1）。主橋無背索斜拉橋，單塔雙索面，跨徑布置為主跨100米，邊跨45米。主塔向九峰山傾斜，斜角為59°，塔高55米。主橋主梁為流線型鋼箱梁，梁寬32米，高為2.2米，采用整幅斷面，利用橋中間帶3m間距設(shè)置主塔和拉索，主墩為薄壁墩，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，基礎(chǔ)上設(shè)鋼筋混凝土承臺(tái)，與塔墩相連。

（二）85+85米單塔矮塔斜拉橋

本方案橋的總體布置為2×45+85+85+20米，全長280米。主橋?yàn)閱嗡崩瓨颍瑔嗡p索面，跨徑布置為主跨85米。主塔塔高35米，與舊索橋塔高（原索橋塔高為28米）基本一樣。主橋主梁為流線型鋼箱梁，梁寬33米，高為2.2米，采用整幅斷面，利用機(jī)非之間的2m間距設(shè)置主塔和拉索。

該方案主橋?yàn)閱嗡崩瓨颍紤]舊索橋塔高較低，本橋橋墩較高，橋面以上無高大建筑物，河道較窄，因此本方案考慮采用獨(dú)塔矮塔斜拉橋方案。獨(dú)塔雙索面斜拉橋，采用門型橋塔，雙塔采用弧型曲線，整體上比較簡潔、通透、舒展、飄逸，尤如大鵬展翅，橋型獨(dú)特，體現(xiàn)了一種向上的生命力和動(dòng)態(tài)美，寓意南平市經(jīng)濟(jì)蒸蒸日上。

（三）85+85米單塔自錨式懸索橋

南平市區(qū)除了舊九峰索橋用于人行，還未修建懸索橋橋型的城市橋。該地區(qū)用于人行的九峰索橋，已達(dá)一定使用年限，在當(dāng)?shù)鼐用裥闹辛粝律羁逃∠螅侵匾木坝^標(biāo)志。將來舊九峰索橋達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限拆除后，在本橋位重新修建懸索橋，既可保持原有的橋型風(fēng)貌，而且又能夠考慮到南平市人民對九峰索橋的情結(jié)，與周圍環(huán)境融為一體；又可體現(xiàn)一種文化傳承和審美需求，延續(xù)人們心中原有的美好情感。懸索橋曲線優(yōu)美的大纜，氣勢恢弘的索塔，剛勁挺拔，與周圍景觀相輔相成、相得益彰。該方案環(huán)境協(xié)調(diào)性好，剛?cè)嵯酀?jì)、優(yōu)美動(dòng)人。

全橋橋跨布置為2×45+85+85+20米單塔自錨式懸索橋，全長280米。結(jié)合橋址河段寬度，河床斷面以及通航要求，主跨跨度選用85米。單塔兩側(cè)用等跨徑橋跨。主纜采用單索面布置，兩端直接錨于梁端，塔采用塔、梁、墩固結(jié)體系，主梁采用流線型鋼箱梁，橋面寬32米，梁高2.2米，纜索布置在橋中間帶3m，主纜直接錨固在塔頂上；本橋主纜采用高強(qiáng)鍍鋅鋼絲，分股錨固，采用墩頭錨。吊桿采用鋼絞線索，本橋由主梁來承受活載，主纜來承受恒載。單塔橫橋向采用A型塔，塔高38米，主纜直接錨固在塔頂上，沿兩側(cè)呈八字分布，吊桿在主纜上以吊桿方式懸吊，下部結(jié)構(gòu)采用V墩，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。

（四）110米斜靠式系桿拱橋

斜靠式系桿拱橋結(jié)構(gòu)新穎，造型美觀。其平面延展性十分優(yōu)美，猶如一個(gè)巨大的貝殼，豎立在水面之上，富有現(xiàn)代氣息；優(yōu)美的主拱曲線孕育著強(qiáng)大的力量，產(chǎn)生著一躍而過的力動(dòng)感與跨越感；柔美的拱曲線與直線形的梁柱、桿結(jié)合，呈現(xiàn)出剛?cè)岵?jì)、韻律優(yōu)美的卓越風(fēng)姿。主跨兩側(cè)設(shè)觀景平臺(tái)，新橋建成后保持了舊索橋的休閑功能。該方案橋梁通透、輕盈，空間形態(tài)既穩(wěn)健又柔美，景觀效果好。將來色彩涂裝考慮大橋的橋型特點(diǎn)、周邊環(huán)境和美觀等因素，采用協(xié)調(diào)的色彩凸顯大橋的標(biāo)志性和特色，營造出獨(dú)特的景觀效果，與周邊的九峰山公園、江濱公園融為一體，成為人們休閑、游玩的又一處人文景觀。

全橋橋跨布置為2×45+110+2×45米斜靠式系桿拱橋，全長290米。主橋采用跨度為110m的斜靠式下承拱橋，矢跨比F/L為1/5。單傾提籃拱，由于拱圈自重單邊傾斜而作用于拱平面之外，為平衡這些拱平面外的作用力，有意把吊索力布置在反方向的拱平面外，以求其平衡，為此在主橋跨橫向設(shè)置了8.5米的觀光平臺(tái)。主梁采用流線型鋼箱梁，梁高2.2米，橋墩采用Y型橋墩及鉆孔樁基礎(chǔ)。

四、投資估算及方案對比

四座橋型的投資估算及方案對比見表1：

由于在九峰橋上游的水南大橋?yàn)門梁簡支結(jié)構(gòu)，316國道南平大橋?yàn)檫B續(xù)剛構(gòu)，本橋橋型主要考慮與城市景觀的相結(jié)合，不考慮預(yù)可研究報(bào)告中50米預(yù)應(yīng)力T梁方案，著重在斜拉橋、懸索橋和拱橋做綜合比較，而方案一無背索斜拉橋能更好的與兩大公園景觀結(jié)合，融為一體，整座橋纖巧、獨(dú)特，突破傳統(tǒng)的斜拉橋造型與周圍環(huán)境和文化背景緊密結(jié)合，體現(xiàn)了適度張揚(yáng)的個(gè)性與形體表現(xiàn)力，將成為南平市一處標(biāo)志性景觀建筑。故推薦無背索斜拉橋?yàn)閷?shí)施方案。

五、結(jié)束語

現(xiàn)代城市的發(fā)展對橋梁不僅在結(jié)構(gòu)上要求安全、經(jīng)濟(jì)、適用，對橋梁景觀也有了更高的追求，使得橋梁建筑已不單純滿足交通功能，而且作為一種空間藝術(shù)廣泛存在，國內(nèi)有的城市甚至提出了“一橋一景”的要求。如何使橋梁結(jié)構(gòu)與功能、技術(shù)與藝術(shù)完美和諧地結(jié)合在一起，是現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)者面臨的新課題。因此，針對橋位具體情況，設(shè)計(jì)多種方案，精心比較，確定最佳橋型，是橋梁設(shè)計(jì)中必不可少的、相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。希望九峰橋橋型能為類似工程提供有益的參考。

參考文獻(xiàn)：

1、城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(CJJ11-93)[S].

2、張師定.橋梁建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)思與設(shè)計(jì)技巧[M].人民交通出版社，2002.

3、楊金式，唐虎翔.景觀橋梁設(shè)計(jì)[M].同濟(jì)大學(xué)出版社，2003.

4、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》(GJJ37-90)[S].

（作者單位：鄧建榮，福建農(nóng)林大學(xué)交通學(xué)院；鄭春模，福建省三明市市政工程有限公司；袁安華，福州市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院）