谈谈城市桥梁(上)
机灵的大熊猫
2024年12月31日 11:57:17
来自于桥梁工程
只看楼主

来源:桥梁视界

|

作者:邵长宇

城市作为大型的人类聚居地,桥梁随处可见,与城市密不可分。在不同类型城市修建桥梁,会有不同的结构创新和艺术表现空间。城市桥梁涵盖了多种结构形态,满足城市中不同的交通需求和建筑美学等方面要求。 城市桥梁有其突出的特点,桥梁建筑美学、综合交通功能、资源集约利用等都是值得深入探讨和实践的问题。桥梁工程作为城市重要基础设施,必然要走绿色低碳发展之路,必须高度重视桥梁技术创新和高质量发展。


城市作为大型的人类聚居地,桥梁随处可见,与城市密不可分。在不同类型城市修建桥梁,会有不同的结构创新和艺术表现空间。城市桥梁涵盖了多种结构形态,满足城市中不同的交通需求和建筑美学等方面要求。


城市桥梁有其突出的特点,桥梁建筑美学、综合交通功能、资源集约利用等都是值得深入探讨和实践的问题。桥梁工程作为城市重要基础设施,必然要走绿色低碳发展之路,必须高度重视桥梁技术创新和高质量发展。


桥梁美学


新中国建设的万里长江第一座大桥—武汉长江大桥,对桥梁建筑美学就非常重视,大桥体现了中国桥梁的独特韵味,实现了中国传统建筑元素和现代工程技术的完美结合。然而,受制于当时国民经济发展水平,长期以来很多桥梁以追求实用和经济性为主,桥梁美学没有得到足够重视。随着国家综合实力的持续提升,中国桥梁逐步从追赶者成为领跑者。尤其是新世纪以来,中国桥梁的技术发展日新月异,桥梁跨度和建设技术屡创世界纪录。在从桥梁大国成为桥梁强国的进程中,桥梁美学不可或缺。我们欣喜的看到,中国桥梁建设在“硬实力”显著提升的同时,“软实力”的提升也越来越受到关注,桥梁美学成为我们铸就桥梁强国的重要组成部分。


 

图1 上海长江大桥


城市桥梁常常成为备受关注的地标性建筑。上海长江大桥(图1)位于长江入海口,设计之初就对方案的美学价值高度重视。近期通车的深中通道工程(图2),设计阶段对大桥建筑美学做了深入工作。这些桥梁在“飞架南北,天堑变通途”的连通功能基础上,散发着属于桥梁独有的魅力。


 

图2 深中通道工程


桥梁作为交通工程的重要组成部分有其自身的特殊性,应该以合理的结构体系作为支撑,桥梁结构之美最能持久和令人动心,也是桥梁美学的根本。


 

图3 南京江心洲大桥


南京江心洲大桥(图3)主桥为三塔斜拉桥,采用中央索面布置,首创钢壳-混凝土组合塔。大桥轻盈挺拔、简洁明快,具有力量感,体现了力与美的和谐统一。


 

图4 贵州平塘大桥


贵州平塘大桥(图4)以塔高332m、桥下净空600m的纪录惊艳世界,桥塔造型灵感来源于布依苗族舞蹈,大桥兼具经济、景观与文化性,造型、色彩与环境保持和谐、相得益彰,融旅游与山水自然间。


 

图5 港珠澳大桥


港珠澳大桥(图5)作为中国超级跨海工程之典范,开跨海通道集群之先河。集科技与艺术、结构和人文、社会及自然于一体,以宏大而精巧的美妙征服世界。


 

图6 重庆千厮门嘉陵江大桥


重庆千厮门嘉陵江大桥(图6)整体融入重庆山水之中,充分展现了“山水城桥”之美,古典建筑与现代桥梁交相辉映,实现古今融合,大桥与环境形成有机整体,满足人们过桥时的全新需求与体验。


总体而言,桥梁是以功能为主、兼及审美的建筑,建设成本高、社会影响大、存在时间久,在美学上始终需要高度重视。合适的、和谐的,才是最美的。


联通功能


随着城市交通事业发展,需要构建包括快速干线交通、生活性集散交通、绿色慢行交通的城市综合交通体系,提高道路网连通性和可达性,实现城市交通的高质量发展,这无疑对桥梁技术发展提出了更高要求。


城市路网密集,桥梁跨越的河道常需要预留足够的通航净空,又要与两岸较近的相交道路连接,这就需要降低主梁的高度,常常影响跨河桥梁的结构选型。


 

图7 美国普罗维登斯河桥 


美国普罗维登斯河桥(图7)为主跨122m网状拱桥,双向10车道,桥梁总宽50m,采用三片拱肋布置。拱肋高度和系梁高度均为1.22m。采用网状吊杆系杆拱桥,相对于连续梁桥可以大幅降低纵梁高度;而在横桥方向,采用三片拱肋布置,可以显著降低横梁所需高度。


 

图8 荷兰奈梅亨城市大桥


荷兰奈梅亨城市大桥(图8)为主跨285m网状拱桥,桥梁宽度为27.6m~33.9m,桥面设双向4车道及自行车道和检修道。主桥桥面中心线处梁高为1.77m。两侧钢主纵梁为箱型结构,梁高2.2m。根据纵横向不同受力要求,可以采用横梁与纵梁不等高的结构,以满足减小桥面建造高度的要求。


 

图9 上海嘉罗公路桥连续梁桥


上海嘉罗公路桥连续梁桥(图9)可以满足机动车通行道路与两岸相交道路联通,非机动车道和人行道需要与两岸直接连通时,采用箱梁下缘设置人行道方案,并作为古河道的水上观景台。将桥梁人行护栏与滨河护栏结合贯通,形成完整的步行观景系统。


 

图10 比利时列日新桥

 

图11 列日新桥主梁截面


当桥梁跨度较大、主梁高度难以控制在所需较小高度时,比利时列日新桥(图10、图11)给出了一种不错的答案。该桥场地限制和上下交通需求众多且相互矛盾,大桥在两条隧道之间,桥下的道路和通航净空允许桥面最大厚度为2,50m。在众多的技术要求和场地限制条件下,选择了独塔斜拉桥方案,主跨162m,主梁宽26m,横截面由一个中心箱梁和两侧悬臂板组成。不难发现,如果两侧桥面结构采用实腹式横隔板,其根部高度甚至可以降低到1m左右。


意大利马尔凯蒂桥主跨250m,采用中心单片拱肋系杆拱桥,桥面全宽41.1m,可提供双向各14.5m宽的行车道。同样采用较高的中心箱满足总体受力要求,桥面建筑按照横向受力所需控制在较小高度。


以上工程实例表明,面对不同的建设环境和复杂技术要求,应该从桥梁结构体系、结构形式及关键构造等方面大胆创新,以更好展现桥梁技术经济优势。


集约节约


城市桥梁作为城市基础设施重要组成部分,应该推行集约化建设理念,通过科学规划、技术创新,实现城市桥梁的高效、经济、可持续发展。其中,避免基础设施重复建设,从而节约土地、减少环境干扰、降低工程投资等,是桥梁建设必须贯彻落实的一项重要任务。


桥梁集约化建设最常见于公路和铁路或者城市道路与轻轨两种交通运输方式合建桥梁中,以主梁采用钢桁梁/组合钢桁梁的双层桥面布置为主,也有采用公铁平面同层布置的桥梁。从桥梁类型看,悬索桥、斜拉桥、拱桥、梁桥都有大量工程实例,如中国香港青马大桥、日本柜石岛·岩黑岛桥、中国江苏沪通长江大桥及重庆千厮门嘉陵江大桥等。在人口众多、路网密集的城市,还有双层公路桥梁,如上海闵浦大桥主桥为主跨708m钢桁梁斜拉桥,上层8车道高速公路、下层6车道城市快速路;正在建设的狮子洋大桥主桥为主跨2180m钢桁梁悬索桥,主梁上下层各布置8车道汽车。


公路与铁路或高速公路与地方道路桥梁合建,通常采用桁架结构主梁具有技术经济合理性。然而,从交通功能要求、结构体系及其受力特点以及桥梁经济性等角度出发,并非所有桥梁都需要采用双层桥面桁架结构,也不一定是最经济的选择。


 

图12 深圳大望桥


深圳大望桥(图12)为跨度215m网状拱桥,桥面布置了双向4车道+双层慢行系统,受制于桥位处生态保护要求,预留通道宽度不能满足双向4车道及慢行系统的平面布置要求,没有采用传统的钢桁梁,而是在车行道和人行道之间设置立柱架空慢行系统,避免增加桥梁宽度。


 

图13 加拿大新沃尔特代尔大桥


加拿大新沃尔特代尔大桥(图13)是一座中承式拱桥,承载3车道北行交通、1条人行道和1条共用通道。新桥是一座分体双桥面钢拱桥,从河岸到河岸长206m,共用道路供行人和自行车使用。设计考虑美学、造价和可施工性的最佳平衡而选择了现在的方案。


 

图14 江西丰城紫云大桥


江西丰城紫云大桥(图14)跨越赣江,上层为双向6车道,下层为人行和非机动车道,主通航孔为主跨180m自锚式悬索桥。上层桥面宽28.5m,下层吊挂非机动车道标准结构宽度为10.9m。


以上三座桥例主梁选型均是以机动车道为主,非机动车道(或慢行系统)分别为布置在主梁之上、主梁一侧及主梁之下三种不同类型。因地制宜、经济合理地解决工程问题是最重要的。


城市桥梁作为地标性十分强的特殊建筑始终吸引着社会大众的目光,联通功能方案时刻关系到广大市民的日常出行,集约节约建设更是关系到国家绿色低碳发展战略,这些问题在桥梁方案构思和取舍阶段得到很好解决之后,在工程实施阶段更要高度重视桥梁工程可持续发展问题。(未完待续)


敬请期待本公众号明日推文 《谈谈城市桥梁(下)》

   

本文刊载 / 《桥梁》杂志

2024年 第4期 总第120期

作者 / 邵长宇

作者单位 /  上海市政工程设计研究总院


编辑 / 陈晨

美编 / 赵雯

审校 / 李天颖 王硕 廖玲

免费打赏

相关推荐

APP内打开