小南海桥梁设计方案

小南海桥梁设计方案

胡天祥

重庆交通大学土木工程学院400074

摘要：针对影响桥梁造型设计的因素，从功能、美观、环保和经济等方面进行研究，提出桥梁造型设计需满足的基本原则。结合小南海景区某桥梁设计的方案，遵循基本原则综合考虑各方面的要求进行桥型方案的设计，获得了满意的设计效果。

关键词：桥梁设计，桥梁美学，小南海，斜拉桥，丹顶鹤，桥梁创新

桥在维基百科里的解释是跨越峡谷、山谷、道路、铁路、河流、其他水域、或其他障碍而建造的结构，是一种由水面或地面突出来的高架，用来连着桥头桥尾两边的建筑物。桥的目的是允许人、车辆、火车或船舶穿过障碍。

桥，因水而生；水，以桥而名。

人类，作为大自然中的一员，应该充分尊重自然，像先贤圣人般，做到天人合一。如何将一座现代化的桥梁融入到自然之中，将桥尽量融入环境之中以保持桥与自然环境的和谐，是我们一直追求的。最好的设计，便是从大自然出发，用自然的曲线来描绘现代的建筑。

桥，在许多人的印象中只是人、车辆、火车或船舶穿过障碍的交通构筑物。但桥是不是只能有通行的功能呢？这是我们在思索的问题。是否能将桥梁建设成水上花园？是否能将桥建设成水中高楼？这是设计时的一个方向，桥梁的功能或许不只是局限在交通，在新的时代，也应该赋予桥新的功能。

于是，我们在小南海上，架起这座具有中国元素又富有现代美感的长桥，在余波荡漾的点点涟漪中，在青山绿水的环绕里，既能登高远眺，看碧水蓝天，也能深入水底，看水底森林，去追寻蓝天白云，诠释美的定义。

一、设计思路

作为现代桥梁，桥梁不仅应该具备通行这一基本功能，我们还可以赋予桥更多的创新功能。结合小南海的景观，我们创新性地提出将南桥建设成集登高远眺为一体的观光景点。游客可乘坐观光电梯登顶桥塔顶端，看小南海的碧海蓝天，水天一色。也可乘观光电梯深入水底，通过水底观光隧道看水底森林，品味年代变迁留下的沧桑变化。

（1）安全性。

安全性是一座桥梁存在的根本。桥梁是百年大计，只有在安全得到充分保障的情况下，一座桥才能服务于人民，造福于人民。故此，在方案的选择上，我们将安全作为最基本、最重要的设计原则，认真仔细地对比了多个方案，以确保所选方案是安全的。

（2）适用性。

为了增加景区的观赏性，为了方便游客，使之能够更加安全快速地到达湖心小岛和观赏水底森林，架设一座人行桥是比较好的解决方案。

（3）美观性。

在满足安全，适用，耐久要求的前提下，结构造型应力求美观，新颖，简洁，大方。而所选方案采用自然的曲线勾勒出双鹤共舞讴歌的优美形态，再加以力学性能改造，做到东方美与力学的完美融合。

将桥的功能多样化，使桥不仅能走人，也能登高远眺看云高风清，还能深入水下看水底森林，我们创新性的将南桥扩展成一个观景平台，赋予南桥新的功能，让游人能自由选择游览的路线，欣赏小南海的秀山丽水。

二、设计灵感

我们选取丹顶鹤最优美的部位之一——颈部的曲线作为塔柱的基本线型，再经过不断修改，最终衍生出塔柱的形状。斜拉索拟布置成丹顶鹤的双翅，再通过桥体涂装与桥梁局部构造的配合，使之形似两只在浅水中嬉戏的九皋，悠闲惬意。随着丹顶鹤的两翼低飞，我们登上塔顶，看云卷云舒，细水长流，随着丹顶鹤的低吟浅唱，我们潜入水底看光影纵横，百年变迁。

主塔的底部曲线，象征着丹顶鹤修长的双腿，盈盈伫立，令人遐想。塔的底部以上，我们运用四次方曲线的组合，比拟成丹顶鹤优美的颈部曲线，展示丹顶鹤的引颈高歌的姿态。塔的顶部，我们使其合拢后微张，像两只丹顶鹤在欢愉的高歌，而微张的形态，也极似人的双手向上托举着，托举着梦想，拖举着希望，托举着未来，象征着冉冉上升的冀望和对美好的期许。

三、桥梁概况

小南海，位于重庆黔江区境内，县城北32千米处，面积约30平方千米。是一个融山、水、岛、峡等风光于一体的高山淡水湮塞湖泊景区。人称“深山明珠”、“人间仙境”。小南海是国内保存最完整的一处古地震遗址（黔江地震）。

小南海四周秀峰环列，湖口奇石竖立，溪水萦回，湖内港汊纵横，岛上茂林修竹。朝阳寺、老鹳坪、牛背三个岛屿，古松蔽日、茶花连云、茅舍竹楼、鸡鸣犬吠，一派田园风光。

南桥建设在小南海的西南部，处于景区的核心区位。全桥总长为270m，采用三跨连续半漂浮体系，空间疏索型布置，其中主桥采用跨径组和70m+10m+70m=150m的双塔双索面钢筋混凝土梁斜拉桥。斜拉桥主孔跨度70m，南北接线引桥采用4*15m，4*15m混凝土简支梁桥。两塔之间设有横系梁。主塔高45m，桥面以上主塔采用钢箱，桥面以下采用钢筋混凝土，桥面高程为10m，桥塔采用变截面设计，最大处为宽3m，长4m，最小处为宽1m，长1m。基础采用现浇钢筋混凝土承台和预制钢筋混凝土桩基础，平面尺寸宽12m，长15m。

四、关键构造设计

1.主梁

主梁采用钢筋混凝土实心板梁，节段标准长度为10m，边跨尾索区节段为10m，全宽8.4m(含锚固区)。主梁设有横向预应力，在编号为S6的拉索处（最内侧的拉索）自80cm加厚至120cm，加厚长度30.00m，变化曲线为二次曲线。

根据受力需要，钢筋混凝土梁在不同区段可采用了不同的混凝土板厚度，索塔处板厚最大;主梁厚度在横桥向也予以变化，在两端及靠近锚索区的位置加厚。斜拉索与主梁采用锚箱式锚固，锚箱安装在主梁栏杆外侧，并与其焊成一体。

2.索塔

索塔为组合结构，主梁以上部分钢箱，外包混凝土，主梁以下部分为实心钢筋混凝土。塔柱分上，中，下三段，上段塔柱高3.00m，中段塔柱高32.00m，下段塔柱高10.00m，总高度为45m，其中桥面以上高35m。塔柱顺桥向宽度由塔顶的7.68m曲线变化至塔底的9.42m；横桥向塔顶宽2.78m，自上向下先变窄后逐渐变宽，中段与下段塔柱横向宽度由分叉点处的7m曲线变化至塔底的10m，采用渐变扇形截面截面。斜拉索与索塔采用安装在塔柱混凝土内的钢锚箱锚固。

3.斜拉索

经对国内、斜拉桥所采用的两种斜拉索类型多方面比较，平行钢丝斜拉索以其较小的直径能减少对结构的风荷载而被推荐采用。斜拉索采用空间疏索扇型布置，全桥共24根斜拉索，分4组分别按横桥向与纵桥向对称布置，在索塔上采用竖向间距为2m的等间距布置，在主梁上采用水平间距为10m的等间距布置。斜拉索最大斜拉索长度68.00m，斜拉索采用分类对待和综合减振的方案，集阻尼器，气动措施并用。

4.基础

索塔基础采用钻孔桩群桩基础。承台为矩形，总体平面尺寸为15m*12m，承台厚度为3m，桩基为16根，直径1.5m，钻孔桩，采用多排桩布置。

参考文献

[1]陈艾荣，盛勇，钱锋.桥梁造型[Ｍ].北京：人民交通出版社，2004.

[2]闫燕红，雷俊卿.桥梁美学设计与环境亲和相融[Ｃ].第十八届全国桥梁学术会议论文集，2008.

[3]马蓓蓓.浅谈赋予桥梁美学景观[J].黑龙江交通科技，2005（10）.

[4]马蓓蓓.浅谈赋予桥梁美学景观[J].黑龙江交通科技，2005（10）.