荷麻溪特大橋橋型結構景觀設計研究

唐 嬌

1 概述

橋梁是人類的重要建筑之一，其結構特征與周圍景觀環境、地景相伴相生。高速公路橋梁結構景觀設計與其他建筑結構景觀存在明顯差異，由于沿線地形復雜，地貌特征變化多樣，造成了高速公路橋梁結構對周圍景觀的適應性相對更強，成為高速公路上獨具特色的建筑“藝術品”。

本文結合廣東省江(門)珠(海)高速公路地標性建筑荷麻溪特大橋設計，對該橋梁從結構功能、景觀環境角度進行研究，針對當地實際環境采用不同橋型進行對比分析，提出合適橋型。

2 工程概況

2.1 荷麻溪特大橋橋址環境[1]

江(門)珠(海)高速公路是銜接廣東省江門市與珠海特區的重要通道，全長約53 km，途經珠海市斗門區境內。珠海市斗門區位于廣東省珠江三角洲西南端，瀕臨南海，區內河道縱橫交錯，密如蛛網，有磨刀門、雞啼門、虎跳門三大主要出海主干水道及荷麻溪、澇澇溪等7條分流水道。其中，荷麻溪分流水道起于廣東省新會市，國家Ⅰ級航道，在斗門區境內該河段長6.91 km，河道彎曲系數為1.00，河槽深-4.2 m～-6.8 m，河面寬 228 m～335 m，河口強徑流弱湖型潮汐水道，潮位每天兩次漲落，為混合型不規則半日潮，受河流徑流、潮汐、人工圍墾和多股外海通道影響，形成了多口門、多流路、多匯潮的復雜水文情勢。

荷麻溪特大橋橋址位于珠海市斗門區上橫鎮光明村與福安村之間，跨越荷麻溪分流水道，橋位屬河口平原地貌單元，兩岸地形平坦開闊，多為魚塘和耕地，地面高程0.8 m～4.1 m。河面標高0.5 m～2.1 m，潮差 1.5 m。結合詳勘地質鉆孔資料，橋位地層由第四系覆蓋層、下伏白堊系上統基巖兩部分構成，無其他不良地質現象，是理想建橋地址。

2.2 荷麻溪特大橋設計主要具體技術標準

1)公路等級:雙向四車道高速公路;2)計算行車速度:120 km/h;3)荷載等級:汽車—超20級，掛車—120;4)橋面寬度:總寬 26 m;5)風荷載:基本風壓1 200 Pa，極大風速 60 m/s;6)地震:地震基本烈度7度;7)最高通航水位:采用20年一遇水位，最高通航水位為3.09 m;8)通航要求:荷麻溪分流水道屬國家Ⅰ級航道，主孔通航3 000 t級海輪，凈寬不小于180 m，通航凈空不小于22 m，上底寬不小于150m，側高不小于8 m;9)橋梁縱坡:不大于4%;橫坡:2%。

2.3 主橋橋型構思原則

橋型方案滿足大橋使用功能及橋梁景觀效果，使該橋成為江(門)珠(海)高速公路地標;橋梁結構設計在穩妥可靠基礎上追求技術先進，采用成熟的技術方案，以節約投資，做到經濟實用、施工方便快捷。

3 荷麻溪特大橋橋型方案結構設計

根據當前國內公路橋梁的設計、施工水平，主跨凈寬大于180 m橋型結構主要采用拱式結構、斜拉橋、懸索橋和部分斜拉橋等組合體系。考慮橋梁結構布置、施工、航道中心和堤防等，橋型結構設計擬定了部分斜拉橋、斜拉橋、鋼管混凝土拱橋三種對比方案。

部分斜拉橋結構:是介于連續梁(或連續剛構)與斜拉橋之間的一種橋型，兼容了連續梁橋及斜拉橋的結構優點，較適合跨度為100 m～250 m。與連續梁橋相比，部分斜拉橋型結構能減少梁體受力、降低梁高，減少梁體自重及基礎工程量;與單一斜拉橋相比，部分斜拉橋的斜拉索表現為連續梁的體外索，拉索主要承受恒載，抗疲勞性能較強，容許應力較高，同時，塔的主要作用是增大預應力偏心距，充分發揮斜拉索效能，且塔高較小，為常規斜拉橋的一半以下。自從2001年我國首次建成了主跨132 m的漳州戰備大橋以來，部分斜拉橋型因經濟、適用、美觀而受到廣泛關注，目前國內有多座部分斜拉橋型正處于施工中;結合主孔跨度及體系受力，主橋橋跨布置為:(120+230+120)m，總長470 m。

斜拉橋結構:采用縱向半飄浮體系，主梁為預應力混凝土箱形結構，國內近年來建成通車類似結構橋型有番禺大橋、荊沙長江大橋、鄂黃長江大橋、海口世紀大橋等，設計、施工經驗成熟，主橋橋跨布置為:(105+230+105)m，總長440 m。

表1 不同橋型方案比較表

鋼管混凝土拱橋:采用預制π形梁，主墩與拱腳固結形式。方案邊墩采用分離式框架墩結構，拱肋為全橋主要受力構件，主跨拱肋為空間桁架結構，拱肋上、下弦及腹桿由鋼管組成，且上、下弦桿內充填C50微膨脹混凝土，其余桿件均為空鋼管，鋼材材質Q345C。結合橋型體系受力，主橋橋跨布置為:(50+230+50)m，總長330 m。各橋型方案詳細對比見表1。

結合以上分析，從橋型結構形式上看，荷麻溪特大橋采用部分斜拉橋性價比最高。

4 荷麻溪特大橋橋型環境景觀設計

結合各橋型結構特點具體分析景觀構圖[4]:部分斜拉橋型體量相對最小，跨度大、梁體較薄、橋墩較低且柔(雙薄壁墩)、橋上雙塔柱豎直、低小，遠觀不加大輪廓構圖體量，近看不壓抑橋面空間，透視效果較好;斜拉橋型，橋身造型優美，橋塔雄偉挺拔，梁體輕盈飄逸，但構圖中，高聳的橋塔刺破了連綿山巒柔和的天際線，密集的斜拉索壓縮了橋面空間，粗壯的橋墩給人感覺是剛性有余但柔性不足;鋼管混凝土拱橋型，盡管本身造型美觀，但由于跨度大，構件多、雜，外觀較顯凌亂，拱體沉穩有余但活力不足。在與橋位周圍局部環境景觀進行復合上，由于荷麻溪特大橋橋位上游600 m處已建成了連接S312省道跨越荷麻溪的橫坑大橋(連續鋼結構橋型)，這使得荷麻溪特大橋建造后，其視覺景觀效果需重新表達。比較以上三種橋型，部分斜拉橋型最能融合該處景觀，可使地標效應充分體現。

5 荷麻溪特大橋橋型選擇

綜合以上荷麻溪特大橋結構及景觀設計對比分析，部分斜拉橋方案作為最優方案而勝出，并于2007年5月建成通車。圖1，圖2分別為從不同角度拍攝建成后的荷麻溪特大橋結構景觀圖。

從實際圖上可以看出，荷麻溪特大橋部分斜拉橋型充分地融入了其周圍景觀環境中，大橋適度張揚的個性及索、矮塔與兩岸環境景觀融為一體;流暢輕巧、簡潔明快的橋體構造，拓展了橋梁景觀的表達方式;稀疏、變化的體外索展現了橋體的節奏和韻律，充分表現了荷麻溪特大橋的活力和時代特征。

6 結語

橋梁方案的對比設計，這對橋梁結構功能、景觀環境品質提出了更高要求，使得橋梁在滿足使用功能的同時也充分彰顯個性。高速公路沿線及橋址周圍多變的環境，更為橋型選擇設計提供了廣闊的空間。因此，高速公路橋梁設計在滿足結構適用性的同時要加強橋梁景觀設計等的綜合利用，以實現橋梁的使用功能與高速公路沿線景觀環境最完美的結合。

[1] 鐵道第四勘察設計院.江門—珠海高速公路兩階段施工圖設計[Z]，2003.

[2] 馬蓓蓓.淺談賦予橋梁美學景觀[J].黑龍江交通科技，2005(10):56-57.

[3] 范立礎.橋梁工程(上)[M].北京:人民交通出版社，2004.

[4] 唐 嬌.高速公路橋梁景觀設計研究[J].山西建筑，2009(28):333-334.

[5] 戴昌林.山區高速公路橋梁形式選擇[J].山西建筑，2008，34(4):312-313.