拉薩市次角林大橋總體設計

李 超

（上海林同炎李國豪土建工程咨詢有限公司，上海 200437）

1 工程概況

次角林大橋位于西藏自治區(qū)拉薩市中部，北接拉薩市老城區(qū)，南接西藏文化旅游創(chuàng)意園區(qū)，是連接老城區(qū)與西藏文化旅游創(chuàng)意園區(qū)的主要通道。主線部分北起林廓東路南段現(xiàn)狀道路，向南跨越拉薩河北汊后與仙足島環(huán)島路平交，后繼續(xù)沿環(huán)島路向西，而后繼續(xù)向南跨越拉薩河主河道，并與川藏公路立交連通后落地為止。大橋具體位置見圖1所示。

主橋全長637 m，標準跨徑為30 m。大橋為雙層廊橋，一層作為機動車、非機動車通道；二層為藏式景觀廊橋，是目前國內(nèi)規(guī)模最大的藏式景觀廊橋。工程造價約7億元。建成效果見圖2所示。

2 主要技術標準

（1）道路等級：城市主干路。

（2）計算行車速度：40 km/h。

（3）環(huán)境類別：I類。

（4）設計荷載：汽車荷載：城-A級；人群荷載：按照《城市橋梁設計規(guī)范》（CJJ 11-2011）取值。

（5）標準寬度：2.3 m（人行道）+2.5 m（非機動車道）+2.2（機非分隔帶）+15 m（機動車道）+2.2（機非分隔帶）+2.5 m（非機動車道）+2.3 m（人行道）=29.0 m。

（6）防洪標準：拉薩河：P=1%，按百年一遇洪水位設防。

（7）抗震：地震基本設防烈度8度，設計基本地震加速度值為0.20 g。在E1地震作用下橋梁地震調(diào)整系數(shù)取0.61，在E2地震作用下橋梁抗震重要性系數(shù)取2.0。

（8）抗風設計標準:運營階段設計重現(xiàn)期為100 a，施工階段設計重現(xiàn)期為30 a。

（9）通航要求：拉薩河不通航。

3 建設條件

3.1 氣象

拉薩市屬獨特的高原溫帶半干旱大陸性氣候，多年平均氣溫為7.8℃，最高氣溫為29.5℃，最低氣溫為-18.0℃。最大凍土深度26 cm；雨量較少，多集中在6～9月，單日最大降水量為55 mm；最大積雪深為10 cm；拉薩風力較大，最大風速可達25 m/s以上。

3.2 水文

拉薩河是以降水為主要補給的河流，地下水及融雪占比例較小。由于年降水量較集中，故拉薩河屬于洪水頻率較大的河流，洪峰高且持續(xù)時間長。拉薩河的洪水出現(xiàn)時間一般在7月中旬至8月中旬，每年汛期都要出現(xiàn)3～5次以上不等的大于1 000m3/s的洪峰。橋位處百年一遇洪水位為3 650.38 m，測時水位為3 646.75 m。

3.3 工程地質(zhì)

橋址區(qū)屬高原侵蝕堆積U型河谷地貌，橋位區(qū)根據(jù)1:25萬地質(zhì)圖未見斷層發(fā)育。橋軸線橫跨拉薩河，河谷兩岸為河流I級階地，地形開闊平緩。拉薩河屬辮狀游蕩性河流，河谷寬廣，大部為河漫灘，地形開闊，較為平坦。

跟據(jù)橋梁地勘資料，場地內(nèi)分布的地層為第四系全新統(tǒng)填筑土、卵石土。根據(jù)鉆孔和動探揭露，場地總體以卵石土為主，局部偶夾10～150 cm的透鏡狀砂層及圓礫層。擬建橋梁工程位于雅魯藏布斷陷式構造盆地支脈中的拉薩河沖積河漫灘上，橋址附近無區(qū)域性斷裂通過。

4 工程主要特點

4.1 國內(nèi)規(guī)模最大、海拔最高的藏式景觀廊橋

次角林主橋總長為637 m，是國內(nèi)同類型橋梁中規(guī)模之最。大橋為雙層廊橋，一層為滿足交通功能需求的車行道橋；二層為滿足旅游觀光所需的人行景觀廊橋。兼具了交通和景觀旅游雙重功能。

4.2 民族性、地域性特點明顯

次角林大橋以民族特色為基礎，在主橋主體結(jié)構上采用了吉祥結(jié)、喇嘛頭等傳統(tǒng)藏式紋樣，細部上詮釋了古老拉薩的文化與風情，又在遠觀上體現(xiàn)了當代拉薩的大氣與現(xiàn)代。給人以獨特的視覺沖擊效果，產(chǎn)生“此橋只應西藏有”的感覺。

4.3 結(jié)構設計形式新穎、復雜

橋梁上下層結(jié)構采用相互獨立、共用基礎的形式，與常規(guī)橋梁有很大不同。該結(jié)構形式亦是為了適應高震區(qū)的結(jié)構受力需求及減少車橋耦合震動而設，形式新穎、結(jié)構復雜，有較高的實用性及參考價值。

4.4 抗震設計較為復雜

根據(jù)中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖，項目所在地地震基本設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.20 g。屬抗震不利地區(qū)，該橋為雙層橋梁，抗震設計具有較高難度，抗震措施也較為復雜。

5 主橋總體設計

5.1 線形方案

5.1.1 平面（見圖3）

次角林主橋北側(cè)接仙足島環(huán)島路，起點樁號K0+026.921，跨過拉薩河后與川藏公路相交，終點樁號K0+663.921。

平面線形按設計速度40 km/h的標準進行布設，中心線為一直線，線形標準符合《城市道路工程設計規(guī)范》中設計速度40 km/h的要求。

5.1.2 縱斷面

全線共設置豎曲線4處，最大縱坡2.5%，最小縱坡0.3%，最小凸曲線半徑4 100 m，最小凹曲線半徑3 500 m，最小豎曲線長度90 m。

5.2 主橋橋型方案及橋跨布置

綜合橋位區(qū)地質(zhì)、氣象、水文、地震等自然建設條件以及施工條件、工期要求、功能定位等建設性要求，次角林主橋采用雙層景觀廊橋（3×30 m+4×（4×30 m）+2×33.5 m），橋型布置見圖 4所示，橫斷面布置見圖5所示。

拉薩河為季節(jié)性河道，橋面標高主要由百年一遇洪水位控制，考慮到橋梁視覺效果，豎曲線以主橋中心為基點進行對稱布置，平面上則為直線布置。

5.3 主橋結(jié)構設計

5.3.1 一層主梁

一層車行道主梁采用預應力混凝土預制小箱梁結(jié)構，標準跨徑為30 m，梁高為1.6 m；33.5 m跨徑梁高為1.8 m。

兩側(cè)的人非橋均采用預制異形簡支小箱梁結(jié)構+裝飾性掛板。其中，30 m標準跨徑梁高為1.6 m，33.5 m標準跨徑梁高為1.8 m。裝飾性掛板采用15 cm厚混凝土板，高度在0.2 m～2.7 m區(qū)間弧形變化。

5.3.2 二層鋼框架（見圖6、圖7）

二層結(jié)構采用30 m標準跨鋼框架結(jié)構，配合裝飾性吉祥結(jié)。每30 m在橋墩處設結(jié)構縫。框架下縱梁與橋墩間簡支連接，下縱梁上設置四根立柱，四根立柱上緣由上縱梁連接，上下縱梁與四根立柱組成一榀平面框架，框架間設置平聯(lián)后組成整個主受力結(jié)構。

下縱梁與立柱之間采用節(jié)點板焊接連接，立柱與上主縱梁以及主橫梁之間均采用頂板焊接，腹板、底板栓接的連接方式，次縱梁、次橫梁與主縱梁、主橫梁之間均采用頂?shù)装搴附樱拱逅ń拥倪B接方式。橋面板與次縱梁、次橫梁、主縱梁、主橫梁之間均采用焊接連接。

橋面板采用10 mm鋼板+1/2 I25工字鋼加勁的形式。

框架結(jié)構均采用Q345D級鋼材。

5.3.3 一、二層與橋墩連接方式

一層車行橋梁為4×30 m簡支變連續(xù)小箱梁結(jié)構，采用板式橡膠支座，設縱向+橫向抗震擋塊；一層人非橋梁為30 m簡支結(jié)構，采用球鋼支座；二層鋼結(jié)構框架，順橋向方面，整體簡支于橋墩上，一端設固定支座，一端設單向支座，同時設置順橋向抗震擋塊。橫橋向方面，在橋墩處設置U型卡槽，以抵抗二層立柱邊柱傳下來的水平力及扭矩。另外，在一層人非橋梁與二層下主縱梁之間，分別在1/4、1/2、3/4處設置上下兩個拉壓支座，以抵抗二層立柱中柱傳下來的水平力及扭矩。

一、二層結(jié)構之間完全獨立，不存在相互耦合關系，避免了車橋震動帶給二層行人的不安全感。

5.3.4 結(jié)構基礎

次角林大橋橋墩采用變截面墻式實體墩加承臺，墩身上段截面尺寸為26.18 m×2.5 m，下段截面尺寸為29.18m×3.5m。承臺尺寸為31.5m×7m。橋臺采用重力式橋臺。樁基采用φ1 500 mm鉆孔灌注樁。

5.4 橋梁景觀

大橋兩岸連接的是北側(cè)拉薩主城區(qū)的眾多旅游資源和南岸規(guī)劃的拉薩未來的旅游、休閑、娛樂中心。大橋?qū)⒆鳛槔_的城市新名片，提高拉薩河的整體品質(zhì)，促進拉薩在文化、地域的可持續(xù)發(fā)展。橋梁景觀是一種長期社會資源、藝術資源、環(huán)保資源、文化資源。橋梁的景觀定位除了跟地區(qū)定位、自然條件、規(guī)劃情況等相呼應外，方案上還要根據(jù)橋梁結(jié)構本身的特點，展現(xiàn)橋梁自身的雄姿。因此，橋型方案應充分重視橋梁景觀。

大橋位于海拔高達3 600 m的“世界屋脊”——拉薩，是離天堂最近的地方，該項橋梁設計的靈感來源于此。同時為了滿足橋梁需要拉動經(jīng)濟，促進拉薩河兩岸共同發(fā)展的需求，大橋設計突出景觀與交通結(jié)合的理念。既體現(xiàn)出拉薩高山雪域的獨特人文，又暗含現(xiàn)代商業(yè)的旅游經(jīng)濟開發(fā)。

“藏式”是此次方案設計中的焦點與亮點。下層橋面以車行功能為主、人行賞景功能為輔；上層橋面則為游客打造一個宜駐足觀景、品茗休閑的多功能休閑漫步帶，連動了拉薩河兩岸的經(jīng)濟。上下雙層的設計不但滿足了橋梁的交通功能，更成為拉薩河上一道美麗的旅游風景線（見圖8）。

6 關鍵技術研究

6.1 柱墩連接方式研究

在二層橋梁與下部結(jié)構基礎的連接方式上，設計中進行了研究。提出了簡支、連續(xù)及固結(jié)三種方式并進行空間計算，綜合溫度、車橋耦合震動、造價等各方面因素進行比選（見表1），最終選取了簡支的方式進行連接。

表1 墩柱連接方式綜合比選表

6.2 二層框架體系受力研究

對于二層剛框架的結(jié)構體系，設計中考慮了框架體系。該工程框架體系與一般體系不同的是，由于空間位置被一層主梁占用，該體系不存在下平聯(lián)。為保證體系受力，采取了如下措施：在端部梁柱交匯點設置u槽并輔助拉壓支座、局部構件采用高強度鋼材等。

6.3 高原地區(qū)抗凍混凝土耐久性設計

該項工程地處高原氣候，高原氣候特點為寒冷干燥，日照時間長，太陽輻射強。針對這一特點，在滿足國家相應規(guī)范的前提下，對混凝土的最大水膠比、膠凝材料最小用量、抗凍等級標準等等均做了詳細規(guī)定。

7 結(jié)語

次角林大橋作為中國西藏文化旅游創(chuàng)意園區(qū)的重要配套設施，是西藏地區(qū)首個具有顯著藏式特色的雙層景觀廊橋，同時也是國內(nèi)目前規(guī)模最大的景觀廊橋。大橋建設條件艱苦，設計工作難度大，設計者在設計過程中對工程各個分項進行了深入的研究，并采取了針對性措施以確保大橋的安全和景觀。工程于2012年9月開工，預計在2013年年底一層通車，2015年全部竣工。在設計過程中，得到了建設方，以及相關部門的大力支持，在此表示衷心的感謝。

[1]和丕壯.橋梁美學[M].北京：人民交通出版社，1996.

[2]弗里茨.萊昂哈特（著）.橋梁建筑藝術與造型[M].北京：人民交通出版社，1986.

[3]莊軍生.橋梁減震、隔震支座和裝置[M].北京：中國鐵道出版社，2012.