蘭州中心灘黃河大橋方案設計

葸蓉

（蘭州市城市建設設計院，甘肅 蘭州 730030）

蘭州中心灘黃河大橋方案設計

葸蓉

（蘭州市城市建設設計院，甘肅 蘭州 730030）

中心灘黃河大橋位于城關區鹽場堡和雁灘地區的核心地段，上跨南北濱河路，橫跨黃河。介紹工程項目概況、技術特點及橋梁設計中“一橋一景，以人為本”的橋梁設計理念。詳細介紹了立交設計方案比選。

橋梁設計；自錨式懸索橋；方案比選；蘭州

0 引言

自雁灘黃河大橋建成通車后，雁灘、鹽場地區黃河南北交通相對改善。近年來，隨著蘭州城市建設的進一步推進，鹽場地區大規模改造開發全面啟動，中心灘地段一批具有集會、展覽、大型演出等功能的重點項目陸續建設完成，兩岸人群出行和物資運輸等基本交通需求顯著增加，其間有必要修建一座跨黃河橋梁。中心灘橋南岸雁灘地區道路相通，便于疏導交通，改善雁灘地區的交通矛盾；北岸可接鹽場路、北濱河路等，以解決鹽場地區和中心灘會展中心等周邊單位的交通問題。

1 項目概況

中心灘黃河大橋位于蘭州市城關區，南交B612#路，上跨南北濱河路，橫跨黃河，北接B407#路，是蘭州市城區綜合交通中連接兩區間的跨河通道（見圖1）。設計車速40 km/h，城市次干路Ⅰ級，雙向4車道。

中心灘橋功能定位為交通景觀橋。在交通上，此橋起到溝通兩岸的輔助交通作用；在景觀上，該橋應為城市的一個新景點，起到一個強化蘭州地標的作用。

圖1 項目地理位置圖

2 項目技術特點

中心灘黃河大橋為一座跨河大橋，橋梁的美觀性將會提升地塊價值和附近區域的知名度。同時，在橋型的選擇上，應符合經濟、適用的原則。因此，橋型方案的選擇提出以下幾點要求：

（1）中心灘黃河大橋毗鄰體育公園和會展中心等重點開發項目。為充分照顧會展中心、省人大等，設計從接線方案、環境綠化、人文歷史等方面進行了系統的思考和處理。

（2）現代城市橋梁必須是交通功能與景觀功能兼備的建筑。鑒于該項目極其重要的地理位置和經濟地位，所選橋型要求新穎、有標志性，以求與城市文化、規劃、環境相協調。充分重視景觀設計，力求造型美觀，總體上與周圍環境協調，富有時代感和現代氣息。

（3）中心灘黃河大橋需考慮車型交通組織、行人和非機動車交通組織與兩岸地面交通的合理銜接，盡可能將行人和非機動車交通與車行交通分離組織，從而充分體現“以人為本”的設計思路。

（4）跨度要求根據《黃河蘭州段河道規劃》，確定橋位河段通航標準為國家Ⅴ級航道。大橋建設需滿足通航和行洪的要求。

3 總體設計理念

蘭州市中心灘黃河大橋是蘭州城關區城市建設南北方向交通主干道中重要的節點工程，因此將城市交通功能的實現、黃河文化延續和城市景觀帶綜合打造作為橋梁方案設計的重中之重。其總體設計思路如下：

（1）功能優先，即在實現主城特殊區位的大橋功能的同時滿足城市總體規劃交通功能需求。

（2）通過大橋建設，改善中立橋、雁灘黃河大橋和雁灘、中心灘周邊環境，提升城關形象。

（3）橋型新穎，大橋橋型方案與城市文化相協調，景觀優美。

（4）結構安全經濟和施工可行。

4 設計方案

4.1 立交方案設計

4.1.1 立交方案比選

首先應該考慮的問題是：橋頭是否適宜修建大型立交。

（1）中心灘黃河大橋的地理位置比較特殊，南岸為已開發或正在開發的雁灘城區，交通壓力較大，北岸有甘肅省政協、會展中心、甘肅大劇院等單位。中心灘黃河大橋應起到解決這一區域交通壓力的作用，所以中心灘黃河大橋定位為以區域交通為主、景觀為輔的交通景觀橋。如果橋頭修建大型立交，必然會誘發和轉移大量的交通量，影響大橋與黃河兩岸等景觀效果。

（2）中心灘橋橋位處于中心灘和雁灘中段，橋北岸交通基本為中心灘內會展中心和周邊居民出行。橋南岸雁灘地區交通壓力較大，但橋梁兩側橋頭路網完善，可通過路網分散解決交通出行問題。

因此，可以得出結論：不宜修建大型立交。

4.1.2 立交設計

（1）南橋頭立交

將南濱河路的直行雙向4車道設為立交第一層，橋梁上跨南濱河路后交于B612#路，以信號燈控制，通過B612#路、B627#’路等道路路網銜接于南濱河路，并通過S623#路延伸至天水北路，與T603#路相接。滿足交通需求。

（2）北橋頭立交

B403#路和北濱河路為立交第一層，橋梁上跨B403#路和北濱河路后交于B407#路，以信號燈控制，通過B407#路、B432#路等道路路網銜接于北濱河路。橋梁設上下橋的右轉匝道銜接B403#路。滿足交通需求。

4.2 橋梁方案設計

4.2.1 橋梁方案比選

在本次方案設計中，對拱結構、斜拉結構、梁式結構、懸索結構體系針對該橋具體情況作了相應分析。以下對各種橋式分別進行比選。

（1）梁式橋

第三起：南部某市有一只波斯貓因為地震從陽臺上摔下來，瘸了右前腿，成了一只殘疾貓。這是本次地震造成的最嚴重損失。

梁式橋是中小跨度橋梁中采用頻率最高的一種結構型式，具有外觀簡潔、技術成熟、施工方便、造價低等優點，但景觀效果較差，主跨較小。本次方案不采用梁式橋。

（2）拱橋

從景觀角度考慮，拱橋較梁式橋有特點，立面上線形富于變化，有韻律感；從受力角度考慮，上承式拱橋的水平推力大，該橋位處地質對于推力拱式結構是不合適的。中、下承式的系桿拱為自平衡體系，對地質條件要求不高，但由于該橋下游雁灘黃河大橋即為拱橋，不符合城市橋梁“一橋一景”的要求，故本次設計方案不采用拱橋方案。

（3）斜拉橋

斜拉橋造型美觀、跨越能力大、適用范圍廣，但黃河蘭州段已有銀灘黃河大橋、小西湖黃河大橋兩座斜拉橋，不符合城市橋梁“一橋一景”的要求，因此本次設計方案也不考慮斜拉橋。

（4）懸索橋

懸索橋方案從景觀效果考慮不錯，線形流暢。懸索橋通常分為兩種類型，一種為地錨式，另一種為自錨式。地錨式的懸索橋跨越能力強，但由于主梁荷載通過大纜傳至錨碇，從本橋地勢和建設規模考慮不適合修建大型錨碇基礎。自錨式懸索橋有著懸索橋的景觀優勢，且其大纜直接錨固于主梁上，無需修建錨碇，跨越能力強。因此，本次方案設計采用自錨式懸索橋方案。圖2為中心灘黃河大橋鳥瞰圖。

圖2 中心灘黃河大橋鳥瞰圖

4.2.2 橋梁方案設計

4.2.2.1 總體布置及結構體系

該方案總體跨徑布置為（40+36.94+33.06+5× 40+35+25）m北引橋+（25+80+125+20）m主橋+（2×30+40+3×30）m南引橋，全橋長810 m，其中主橋橋型為（25+80+125+20）m的三跨獨塔雙索面自錨式懸索橋。塔高86.28 m，采用混凝土結構。主梁采用高3 m、寬21 m鋼箱梁。

主橋橋面寬度為32 m（雙向4車道），其中：人行道3.0 m+吊索布置區2.0 m+防撞護欄0.5 m+行車道21 m+防撞護欄0.5 m+吊索布置區2.0 m+人行道3.0 m。橋面橫披2%。

圖3為中心灘黃河大橋立面圖。

圖3 中心灘黃河大橋立面圖

4.2.2.2 主橋結構設計

（1）橋塔結構設計

橋塔采用鋼筋混凝土結構。橋塔橫橋向為雙柱門型，塔柱布置于橋面兩側。雙柱之間設橫系梁，橫系梁上布設支座以支承上部梁體。塔高86.28 m。橋面下至承臺塔柱高16.3 m，橋面上塔柱高67 m。順橋向單柱的寬度由塔頂的4.4 m漸變至塔根部的5 m，橫橋向單柱的寬度由塔頂的3.4 m漸變至塔根部的4 m。塔頂設置主索鞍座。

（2）錨固端橫梁

錨固端橫梁內填充C40混凝土形成鋼-混凝土組合結構，既可提供壓重，又可使錨固端橫梁形成強大的塊體結構，錨固更加安全可靠，還可省卻養護的麻煩。

（3）吊索錨箱

自錨式懸索橋需要經過多次調索才能完成荷載由臨時支墩向主纜轉移形成懸索體系。吊索在主梁上的錨固構造要能夠與此相適應，可以進行張拉操作。

（4）纜索

主塔頂部設置主索鞍，主梁端部設置散索鞍和錨碇，主纜通過主索鞍轉向并經散索鞍發散后直接錨固于主梁端部的錨碇上。

主跨順橋向設44對吊索，標準間距為4 m。雙主纜平行設置，吊索豎直，吊索上端與主纜采用騎跨式連接，下端張拉端位于主梁翼板根部。

（5）壓重設計

為確保自錨式懸索橋安全可靠，同時簡化主梁錨固端橫梁的構造，本橋決定采用混凝土壓重的方式。

（6）主梁結構設計

懸索橋主梁采用鋼箱梁。梁高3 m，寬32 m，箱體寬23 m，兩邊翼板各寬4.5 m。錨索區主梁采用混凝土箱梁。梁高3 m，寬21 m，頂板厚0.3 m，底板厚0.25 m，腹板厚0.5 m。

（7）主塔基礎

圖4 中心灘黃河大橋橋塔立面

5 結語

中心灘黃河大橋位于蘭州市城關區，南交B612#路，上跨南北濱河路，橫跨黃河，北接B407#路，是蘭州市城區綜合交通中連接兩區間的跨河通道。在設計方案中，以城市規劃、區域景觀為前提，因地制宜，針對道路立交方式、橋梁型式等進行了比選，充分體現了蘭州“一橋一景，以人為本”的橋梁設計理念。

U442.5+4

B

1009-7716（2017）09-0085-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.024

2017-06-10

葸蓉（1984-），女，甘肅蘭州人，工程師，從事城市橋梁設計工作。