淺談采動區抗變形框架橋的景觀設計

朱玉曉 賀創等

摘 要：鋼筋混凝土組合框架橋因結構剛度大、抗變形能力強，廣泛用于采動區橋梁的建設，但是框架橋結構粗笨、外形單調、整體缺乏變化，很難與周圍環境相適應。文章以淮南礦業集團潘北煤礦的泥河橋為研究背景，根據橋梁設計原則，從橋梁整體造型美化、局部功能修飾等探討框架橋的景觀設計。

關鍵詞：采動區；框架橋；組合箱體；景觀設計

我國許多資源型城市周邊埋藏著豐富的礦產資源，地下礦產的開采將引起地表移動大變形，形成開采沉陷區，極大影響區域內道路和橋梁工程的正常使用，甚至帶來安全隱患。理論研究和工程實踐均證明[1-2]，組合框架橋是采動區地表移動大變形條件下首選的橋梁結構。組合框架橋縱橫向由多個獨立的鋼筋混凝土框架組成，根據需要，可以做成不同寬度和跨度的組合，框架之間設抗變形縫相連，這種結構具有抵抗地表大變形的能力，在礦區得到大量的使用。但是，框架橋結構粗獷、外形單調、色調灰暗、整體缺乏變化的特點，很難與周圍的環境相適應。為了進一步拓寬抗變形框架橋的應用范圍，在橋梁設計過程中，有必要進行橋梁的美化設計。文章以淮南礦業集團潘北煤礦的泥河橋為例，探討在滿足橋梁功能的前提下，如何進行整體造型美化和局部功能修飾。

1 橋梁概況

潘北煤礦隸屬于淮南礦業（集團）公司，是淮南礦業集團實施“建大礦、辦大電、做資本”發展戰略、打造大型煤電基地、建設億噸級生態礦區的組成部分。泥河橋位于潘北煤礦對外交通要道之上，擔負著礦井對外交通和地銷煤外運的重要任務。該橋是按地表下沉4.3m及其對應地表移動變形（曲率變形為0.06×10-3/m2，傾斜變形為11.3mm/m）設計的抗采動變形組合式鋼筋混凝土框架橋。橋體總長為96.2m，縱向由2排共18個抗變形鋼筋混凝土箱體組合而成，總寬為14.15（2×7+0.15）m，橋梁兩端各設2×2個箱體，尺寸均為10×7×8m（長×寬×高），中間2×5個箱體的尺寸均為11×7×10m，箱體間的縱、橫向變形縫寬度均為15cm。建成后的橋梁見圖1。

由于橋梁設計時，主要考慮功能和結構安全，致使建成后的橋梁在跨越河流時高高隆起，結構雖然對稱簡潔，但是外形單一、色調灰暗、結構粗笨，毫無美感，與周圍的田園環境格格不入。

2 景觀設計的原則

橋梁設計，既是一種工程設計，也是一種藝術。橋梁工程在滿足交通功能的前提下，應力求安全可靠、適用耐久、經濟合理、造型美觀、環境協調，以求達到最大的投資效益。現代橋梁的發展，對橋梁建筑藝術提出了更高的要求，即要將景觀設計理念溶于橋梁工程設計的全過程。拱橋是我國具有民族特色的傳統橋型，以其優美的曲線和剛勁有力的形態，加之其散發的人文情懷，一直備受人們的青睞[3]。因此，在組合箱體框架橋的設計過程中，若融入拱橋的美學思想及景觀設計理念，將大大提升抗變形框架橋的美感，擴大應用范圍。

3 抗變形框架橋的景觀設計

3.1 整體造型美化

橋身外觀采用拱型設計，以弧形設計元素及流線形線條，呈現出動態韻律的空間美感。突破了常規框架橋單一、沉悶的形式，將傳統元素運用現代手法重構，結合橋梁結構特點，從科技與美學角度出發，進行造型及空間層次的塑造。通過寓方于圓的結合，將橋型塊面與線條的穿插，銜接并貫穿于弧形跨越之間，形成通透明朗的空間氛圍，與周圍環境和諧統一，實現景觀和交通的有機結合。

同時，通過材質與肌理的對比與統一，以及色調的冷暖協調，使橋梁空間造型得到充分體現。橋身采用簡潔而精細的細條豎向排列的裝飾手法，材質可選用石材或鋁板，并可調整色彩，融明快單純于沉著統一的色調組合，使得整體造型開闊且充滿現代感。簡潔流暢的線條、精美靈動的造型，一系列設計元素體現出的律動感和時代感，給人以強烈的視覺美感，成為城市景觀一道亮麗的風景線。

3.2 局部功能修飾

在拱型兩端弧形轉角處，采用圓潤的流線結構，將弧形曲線與利落直線立體銜接，一方面側墻阻水有效降低；另一方面使視覺重心下移，整個橋體愈發顯得簡潔穩健。同時，多個拱型順勢陣列相連，造就了獨具特色的動感格調，外觀簡約大方、整潔明朗、兼容并蓄，具有裝飾性和實用性的雙重功效。

組合框架橋經過整體造型美化和局部功能修飾后（見圖2），線條簡潔流暢、造型飄逸靈動，實現了橋體與周圍環境的和諧統一。

4 結束語

文章進行的景觀設計，僅是結合拱橋對抗變形框架橋的外形、頂板、側墻端部等進行美化。具體到一座框架橋，還應結合橋梁規模、構造特點、所處環境等進行多樣的景觀設計。因為抗變形橋梁在運營過程中，還將繼續經歷大幅度的地表變形，故景觀設計應做好抗變形措施。

參考文獻

[1]于廣云，夏軍武，王東權.采動區鐵路橋沉陷加固治理[J].中國礦業大學學報，2004，33（1）：59-61.

[2]夏軍武，于廣云，吳侃，等.采動區橋體可靠性分析及抗變形技術研究[J].煤炭學報，2005，30（1）：17-21.

[3]賈艷敏，唐軍斌，于廣龍.園林中拱橋的景觀設計研究[J].橋梁建設，2013，43（1）：94-94.