穆祥純
(北京市市政工程設計研究總院有限公司,北京市 100083)
新加坡共和國(RepublicofSingapore)簡稱新加坡(Singapore),舊稱新嘉坡、星洲或星島,別稱獅城,是東南亞的一個島國,政治體制實行議會制共和制。新加坡北隔柔佛海峽與馬來西亞為鄰,南隔新加坡海峽與印度尼西亞相望,毗鄰馬六甲海峽南口,國土除新加坡島之外,還包括周圍數島[1],國土面積722.5km2,總人口564萬(2018年6月)[2]。
新加坡是一個多元文化的移民國家,促進種族和諧是新加坡政府治國的核心政策。新加坡以穩定的政局、廉潔高效的政府而著稱,是全球最國際化的國家之一,也是亞洲的發達國家,是“亞洲四小龍”之一,其經濟模式被稱為“國家資本主義[1]。
21世紀以來,世界橋梁以新型、大跨、輕巧和美觀為發展新目標,橋梁結構形式多姿多彩。迄今為止,按照構造和受力體系分類,大致可分為5種:梁橋、桁架橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋。國際橋梁界推崇將橋梁的實用功能與藝術構思融為一體,充分考慮周邊環境因素,力求每一座新建橋梁都成為城市中一道風景線。歐美一些發達國家的橋梁設計,在追求橋梁的造型美和與環境的協調性的同時,橋梁的實用功能更是不斷提高,這也是世界科技發展趨勢在城市橋梁領域的展現。
筆者曾于2000年去過新加坡,2019年5月又一次來到新加坡,深感近20年來新加坡在城市建設特別是城市橋梁建設上反映了工業化發展理念,并取得了一定成就。
新加坡河口附近有一座著名的橋梁——加文納大橋(見圖1)。這座建于1868年的老橋是一座鋼結構與組合結構的橋梁,跨徑85m,是一座可開啟的橋梁,現在已禁止機動車通行,但游客可以漫步橋上,觀賞河畔景致。

圖1 加文納大橋
該橋附近有著名的浮爾頓酒店。這座古老的酒店因矗立于新加坡河口這個特殊位置和悠久的歷史而聞名。如今,在加文納大橋周邊可以看到高樓大廈,這里是新加坡城區的中心地帶,也是新加坡歷史發展繁榮的窗口。
安德遜大橋是新加坡市中心又一座著名橋梁(見圖2),橋梁長70m,寬28m,跨越新加坡河,靠近河口,連接河南岸的珊頓道金融區與北岸的政府大廈,浮爾頓酒店也在附近。該橋于1910年開通,得名于當時的總督安德遜。安德遜大橋中間是雙向車道,兩側是人行道,橋梁兩端有裝飾華麗的拱形鐵門,使人清晰地知道大橋行程的開始和結束。安德遜大橋已經成為新加坡重要的大橋之一,對于緩解交通起到了巨大作用。

圖2 安德遜大橋
安德遜大橋是一座鋼鐵與石材完美結合的橋梁,石材鑲嵌于鋼桁架拱內。無論在清晨的晨曦中,還是夕陽西下的晚霞里,白色的拱形鐵架總是舒展著優雅的身姿。
薛爾思大橋坐落于新加坡市中心,長1.8km,是新加坡最長的大橋。大橋主梁為預制混凝土等截面連續梁結構,其下部墩柱為X型,從河面到橋面最高可達20m。薛爾思大橋于1981年建成通車,耗資1.77億新加坡元,其名字源于新加坡的第二任總統本杰明·亨利·薛爾思。
薛爾思大橋是新加坡“最上鏡”地標,大橋附近高樓林立,這里是觀賞新加坡金融區風景線的最佳地點。河道中兩座X形橋墩經過精心的景觀設計,將這座大橋巧妙地融合到了周邊城市建筑中,為城市增添一處獨特的風景(見圖3)。

圖3 薛爾思大橋
雙螺旋大橋是新加坡河上一座十分新穎的大橋(見圖4)。這座橋梁的設計師受DNA結構的啟發,在橋梁設計中展現了“延續、更新與成長”的設計理念。橋梁呈現雙螺旋結構,采用雙相不銹鋼建造雙螺旋及其支撐結構。

圖4 雙螺旋大橋
雙相不銹鋼的高強度性能使設計人員設計出重量輕的鋼結構,而且在新加坡濕熱的海洋性氣候中,耐腐蝕性能可確保至少100a的橋梁設計使用壽命。
愛琴大橋也稱大馬路橋,是橫跨新加坡河的第一座橋梁,也是新加坡重建次數最多的橋梁。該橋從最早時的木橋,發展到鐵橋、混凝土橋,至今已在同一地點重建了5次,橋名也從比森門橋、湯申橋到今天的愛琴橋。愛琴橋上圓形浮雕別具特色,是由意大利知名雕塑家雕刻的,深受人們喜愛,。為了方便行人通行,1991年在橋的下方修建了兩條通向橋南路的地下通道。愛琴橋附近環境靜謐、優雅,很多人喜歡坐在橋頭附近的凳子上靜靜的沉思或者捧一本書閱讀,別有一番樂趣。
如今的愛琴大橋是一座鋼架拱橋,跨徑不大,尺度適宜,美觀大方(見圖5)。入夜,愛琴大橋上五顏六色的燈光效果將新加坡河裝扮得多姿多彩。

圖5 愛琴大橋
阿爾卡夫橋坐落于新加坡商業中心區的羅拔申碼頭,是一座橫跨新加坡河的人行天橋,于1998年建成通行。
阿爾卡夫橋采用了鋼桁架結構,造型如一艘大型木帆船,全長55m。阿爾卡夫橋原來是一座色彩灰暗的橋梁,2004年,來自菲律賓的女藝術家帕斯塔(PacitaAbad)及其助手大膽地采用現代夸張藝術手法,對該橋進行了一番獨具匠心的藝術裝飾。他們用了52種色彩、900多升油漆將橋梁裝扮得絢麗多姿。阿爾卡夫橋的新造型受到了市民的一致歡迎,被稱之為“新加坡的藝術之橋”(見圖6),這里每天都吸引世界各地的游人參觀游覽。

圖6 阿爾卡夫大橋
若錦大橋是一座斜拱鋼管混凝土拱橋,其成功之處在于,應用懸挑結構的特性,拱內規律地排列著吊桿,在傾斜中給人以穩定感。若錦大橋是羅拔申碼頭3座橫跨新加坡河的人行天橋之一,造型新穎、別致,于1999年建成通車。若錦大橋極具現代美感(見圖7),尤其到了晚上,四周的燈光將其照射得如即將落入新加坡河的月牙,讓人感嘆設計師細膩的心思和別出心裁的創意。若錦大橋四周環境優雅,樹木茂密,是觀賞新加坡河美景的好地點

圖7 若錦大橋
濱海大橋是新加坡河上的一座公路橋梁(見圖8),跨越新加坡河河口,連接北岸的濱海藝術中心與南岸的魚尾獅,于1994年開始建設,1997年建成通車。這座異型的V型剛構橋橋長260m,寬70m,雙向4車道,兩側是人行道。

圖8 濱海大橋
這座建于新加坡繁華地段的大橋,也是游人們喜愛的景點之一,尤其適合晚上觀賞。到了晚上,大橋上的路燈和橋拱上鮮艷的紅色燈光與大橋兩端建筑上的燈光相互輝映,整座大橋與周圍的建筑融為一體。
亨德森波浪人行橋是座十分獨特的橋梁,其橋身酷似上下起伏的波浪,動感十足(見圖9)。橋梁全長274m,共有4個波峰和3個波谷,8m寬的橋身就在波峰浪谷之間穿過。拱起的波峰是遮篷,遮篷下有長凳讓游人休憩。橋身從花柏山向直落布蘭雅山攀升,兩端落差20m。亨德森波浪人行橋也是新加坡最高的人行天橋,橋面最高點離路面36m,相當于12層樓高的新加坡組屋。橋梁采用鋼拱支架,布滿全橋的弧線“肋骨”均采用巴勞木板條。這種密實的硬木僅生長于東南亞,常用于重型建筑中。這種外形使橋梁上有多處貝殼狀的休息區,行人可落座其中,邊休息邊欣賞周邊風景。全橋采用無障礙設計,沒有梯級,設有扶手,橋面防滑,方便老人及坐輪椅者通行。由于橋梁有良好的私密性,又有許多休息空間,每逢周末這里便成為情侶談情說愛、家庭攜子出游和健身者慢跑的熱門之地。每晚7點至次日凌晨2點,LED照明將人行橋照耀得光輝亮麗,令不少游客流連忘返。

圖9 亨德申波浪人行橋
金禧大橋是新加坡河畔最新的一座人行橋梁,建成于2015年,它是為紀念新加坡獨立50周年而建造的。該橋主梁采用變截面連續梁,橫截面為V型,平面設計成弧形,象征魚尾獅吐出的水柱。橋身中間部分同濱海大橋連接,橋面寬6m,是濱海大橋一側人行走道寬度的3倍。當游客擁擠的時候,可以在這里找到觀景的好位置。從遠處眺望金禧橋,可發現整座橋簡潔、舒展,賞心悅目(見圖10)。

圖10 金禧橋
與傳統建筑方法相比,現代工業化建筑的建造方法具有很高的生產效率。近些年來,新加坡十分重視建筑標準化和重復性實用程度,大大縮短了住宅的建造周期。在新加坡,建筑項目的建設時間從過去的18個月下降到8~14個月。
新加坡的建筑產業化是建立在標準化之上的,其建筑結構預制構件的大規模使用,極大地節約了項目建造成本。同時,新加坡追求個性化的設計與標準化要求也無矛盾,其設計的模數化確保了這些屢獲大獎的建筑項目有著適合的成本,使裝配式建筑生產模式與建筑的創新設計相輔相成。政府積極推動建立基于模數化的標準化產品體系和設計規范,因地制宜,規定建筑層高、墻厚、樓板厚度等模數,以有利于預制構件的設計和生產,節約材料和生產耗時,并以法規強制推行,大大提高了勞動生產效率。
新加坡大規模裝配式建筑的發展,得益于其政府在公共組屋建設中大力推行建筑工業化,鼓舞了裝配式建筑企業對高水平系統的追求。實行項目后評價,持續改進適合其國情的建筑工業化生產方式和建筑結構體系更是大規模裝配式建筑發展的重要因素。新加坡政府通過長期對工業化建筑方法進行評估,基本采用預制混凝土組件并配合使用機械化模板系統,使得新加坡的建筑工業化穩步發展。新加坡開發的15層到30層的單元AA化的裝配式住宅,占全國總住宅數量的80%以上。這種住宅通過平面布局、部件尺寸和安裝節點的重復性來實現標準化,以設計為核心實現施工過程的工業化,裝配率達到90%。
近20年來,新加坡在常規城市橋梁的建造上,與建筑行業的發展趨勢相對應,積極引進工業化的發展理念,大力建造反映工業化發展理念的城市橋梁,其具體做法是:
(1)在工廠預制裝配式鋼筋混凝土橋梁和預應力混凝土橋梁方面,其拼裝結構及連接手法獨樹一幟。主要內容有:預制主梁、預制樁基、預制底系梁、預制墩柱、預制蓋梁、預制縱向梁、預制疊合底板和預制防撞欄。預制樁的樁頂與預制承臺在底部連接,預制底系梁向上與預制墩柱連接,預制墩柱向上與預制蓋梁連接,預制縱向梁通過橋梁支座將固定端架立在預制蓋梁上,預制疊合底板支撐在預制縱向梁之上,在預制疊合底板上綁扎橋面板鋼筋后通過混凝土整體現澆制成橋面板,預制防撞欄安裝在橋面板之上。這些做法,提高了生產效率,縮短了工期,降低了橋梁建造成本,同時也保證了橋梁施工質量。
(2)新加坡在工業化裝配式橋梁結構領域,形成了十分成熟的建造體系。這種拼裝體系、連接構造及其拼裝連接方法,廣泛應用于工廠化預制簡支梁片(包括空心板梁、T形梁等)和全預制鋼筋混凝土橋梁結構的生產中。
(3)在預制墩柱的柱頂與預制蓋梁之間,采用直穿鋼筋灌縫連接方式安裝;對預制墩柱的柱頂和預制蓋梁之間的縫隙、預留的貫穿孔之間的縫隙,進行砂漿灌縫處理。當預制墩柱的柱頂與預制蓋梁之間縫隙較大時,對預制墩柱的柱頂進行臨時支模灌注。
(4)完成預制蓋梁吊裝后,安裝橋梁支座,預制縱向梁的邊支點將橋梁支座架立在預制蓋梁上,預制縱向梁吊裝順序從中間部位向兩側推進,相鄰的兩個預制縱向梁之間通過分別與之相連的橫系梁連接。對預制防撞欄之間的橫向連接采用鍥形灌縫連接,兩個相鄰預制防撞欄中的一個預制防撞欄一端預留鍥形凸起,另外一個預留鍥形凹槽,鍥形凸起自上而下套入鍥形凹槽后再對連接空隙進行灌漿施工填縫。
(5)橋面板采用疊合板技術,完全取代了模板和支架系統,在降低費用的同時也保證了施工安全、快速,橋面板現澆還能保證橋梁的整體性。
通過上述嚴格的預制和施工環節,推動了新加坡在城市橋梁建造上的標準化和快速化水平。圖11為新加坡現代城市建設一瞥。

圖11 新加坡現代城市建設一瞥
新加坡盡管建國時間不長,國土面積不大,但其建國50多年來城市橋梁建設的成就,無不映射著世界科技發展趨勢和先進的工業化發展水平,充分展現了新加坡科技發展的總體實力和科技創新水平。通過對新加坡河上10座橋梁的介紹,可以看到,新加坡人建橋不追求跨徑上的記錄,不追求建特大型橋梁,從新加坡河上一系列城市橋梁作品中,不難發現,新加坡人重視發展預應力混凝土結構新技術,不僅節約了鋼材,更重要的是改善了結構功能,滿足實際需要。他們在應用現代預應力技術上十分嫻熟,其錨固體系有著豐富的想像力,且結構安全、體系設計合理,并充分滿足橋梁結構的安全性和耐久性。
與其在城市建筑工業化快速發展一樣,新加坡人關注世界工業化發展趨勢,在城市橋梁邁向工業化發展方面,同樣取得了一定成就。他們在常規城市橋梁建設上,積極采用工廠預制和現場拼裝,縮短了工期,降低了橋梁建造成本,同時也保證了橋梁施工質量。
新加坡人秉承創新發展的理念,設計出的新穎的人行天橋,是橋梁美學在橋梁建筑上的充分展現。如亨德申波浪人行橋,不僅在設計理念和建造手法上獨具特色,其實用功能也同樣強大,為橋梁結構和景觀設計的結合提供了很好的案例。