張建軍,楊 陽,薛仲義,宿霄男
(中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司,天津市 300381)
鳳凰大道橋是一座新建橋梁,位于滕州市高鐵新區(qū)荊河公園內(nèi),為鳳凰大道跨越荊河的橋梁(見圖1)。鳳凰大道規(guī)劃為城市主干路,道路紅線寬度為62 m。規(guī)劃荊河河道寬120 m左右,河道兩側(cè)分布有100 m寬的綠地。
圖1 鳳凰大道橋位示意圖
該橋梁所在的高鐵新區(qū)發(fā)展的總體目標(biāo)是打造“生態(tài)低碳之城、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新之城、精致個性之城、智慧宜居之城”,對新建橋梁景觀效果要求較高。本文以鳳凰大道橋為例,詳細(xì)介紹了橋梁景觀方案的設(shè)計理念及過程。
鳳凰大道橋位于高鐵新區(qū)荊河公園內(nèi),荊河的定位是以原生環(huán)境為主,進(jìn)行生態(tài)修復(fù),以最小的干預(yù)進(jìn)行建設(shè),形成自然美的濱水特征。所以區(qū)域內(nèi)的橋梁以復(fù)古、自然風(fēng)格作為設(shè)計理念。橋的左岸規(guī)劃為城市濱水社區(qū),右岸規(guī)劃為城市濱水社區(qū)和濱水商業(yè)設(shè)施(見圖2)。
圖2 鳳凰大道橋所在區(qū)域規(guī)劃
(1)設(shè)計基準(zhǔn)期:100 a。
(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級:一級。
(3)橋梁設(shè)計使用年限:100 a。
(4)荷載標(biāo)準(zhǔn):汽車荷載為城-A級;人群荷載按《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》(CJJ 11—2011)[1]第 10.0.5條選取。
(5)設(shè)計洪水頻率:荊河,50 a一遇。
(6)抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn):抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本地震加速度值為0.1g。
(7)航道狀況:河道無通航要求,梁底標(biāo)高滿足防洪排水過水?dāng)嗝嬉蟆?/p>
橋梁景觀方案設(shè)計均以當(dāng)?shù)貧v史文化背景為依托。據(jù)《說文解字》,滕,取泉水騰涌之意。滕州就是因騰涌的噴泉而得名。滕州歷史文化燦爛,是古代偉大思想家墨子以及中國工匠祖師爺魯班的故里。這塊人杰地靈的古老大地也曾孕育出毛遂、孟嘗君等杰出人物。滕州素有“江北水鄉(xiāng),班墨故里”之美譽,不僅人文薈萃、文明燦爛,更有秀美如畫的自然景觀。國槐是滕州的“市樹”,蓮花為“市花”[2]。
滕州高鐵新區(qū)的橋梁景觀設(shè)計的總體原則是“四一原則”,即“一橋一景觀,一橋一留戀,一橋一主題,一橋一故事”。通過不同的景觀處理為新區(qū)帶來更多、更美的橋梁作品。
此次橋梁方案重點體現(xiàn)“以人為本、綠色交通、智慧市政、生態(tài)環(huán)境”的總體設(shè)計理念。
橋梁的結(jié)構(gòu)選型本著“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計原則,盡量做到技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、節(jié)省造價、便利施工。結(jié)構(gòu)構(gòu)件盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化,符合現(xiàn)代機(jī)械化快速施工要求,并力求造型纖細(xì)輕巧、美觀大方,與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào),具有時代氣息。為達(dá)到此效果,應(yīng)對橋梁結(jié)構(gòu)體系的綜合性能、現(xiàn)實成果及所處的整體環(huán)境進(jìn)行綜合比較、分析,從而優(yōu)化出適宜的結(jié)構(gòu)形式。
基于上述周邊區(qū)域規(guī)劃、區(qū)域歷史文化背景、設(shè)計理念、設(shè)計原則,提出了以下三個橋梁景觀方案:方案一是主題為“廊橋回夢”的等截面連續(xù)梁橋;方案二是主題為“雄霸四方”的變截面連續(xù)梁橋;方案三是主題為“古典韻雅”的上承式空腹拱橋。橋梁橫斷面布置應(yīng)結(jié)合鳳凰大道道路橫斷面形式設(shè)置。其中鳳凰大道道路橫斷面布置為62 m=4.5 m(人行道)+7 m(機(jī)非混行車道)+2.5 m(側(cè)分帶)+15 m(機(jī)動車道)+4 m(中央分隔帶)+15 m(機(jī)動車道)+2.5 m(側(cè)分帶)+7 m(機(jī)非混行車道)+4.5 m(人行道)。
4.1.1 造型設(shè)計構(gòu)思
方案一采用等截面連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu),橋梁外觀構(gòu)思來源于滕州“江北水鄉(xiāng),班墨故里”的美譽。相傳清朝著名宰相、學(xué)者劉墉曾登臨龍泉塔,留下“南望微湖懷夜月,北瞻龍嶺仰晴云”的著名詩句,描繪了一幅江南水鄉(xiāng)的景色,仿佛置身于歷史長河之中。針對滕州江北水鄉(xiāng)的特點,該方案采用雕梁畫棟的亭、廊、橋相結(jié)合,將現(xiàn)代化的鋼筋混凝土橋梁隱藏于亭廊、荷塘園林景觀之中。與周圍景觀規(guī)劃和諧統(tǒng)一,體現(xiàn)了滕州獨特的景觀韻味,將滕州新區(qū)的秀麗、雅致發(fā)揮到極致,傳承滕州歷史文化。橋下的觀景平臺也為人們賞析河流遠(yuǎn)去帶來的陣陣漣漪提供了暢想之所(見圖3~圖5)。
圖3 方案一構(gòu)思圖
圖4 方案一橋梁人視效果圖
圖5 方案一橋梁鳥瞰效果圖
4.1.2 橋型布置
(1)橋梁立面布置。該方案全橋共5跨,跨徑布置為5×30 m。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)梁形式(見圖 6)。
圖6 方案一橋梁平面、立面布置圖
(2)橋梁橫斷面布置。橋梁分為左右兩幅,單幅橋橫斷面布置為0.25 m(欄桿)+4.25 m(人行道)+7 m(機(jī)非混行車道)+2.5 m(側(cè)分帶)+15 m(車行道)+0.5 m(防撞護(hù)欄),左右幅對稱(見圖7)。
圖7 方案一橋梁橫斷面布置圖
4.1.3 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)上部結(jié)構(gòu)。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。
(2)下部結(jié)構(gòu)。下部橋墩均采用薄壁墩,橋墩接梁體處墩厚1.6 m。單幅橋墩承臺厚1.5 m,下接14根直徑1.2 m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。
4.1.4 橋梁估算
該方案橋梁建筑面積約8 580.3 m2,橋梁每平方米造價約6 000元,全橋造價約5 148.2萬元。
4.2.1 造型設(shè)計構(gòu)思
方案二采用變截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu),選用四座石獅子作為橋頭堡,同時在欄桿、橋身、橋墩等不同部位塑造大小石獅子幾百個,獅子的形態(tài)各異,有仰天咆哮的,有俯首休息的。獅子是我國民俗文化中最為常見的吉祥神獸,它是智慧和力量的化身,代表英勇、權(quán)力和保護(hù)力,象征地位、尊嚴(yán)、吉祥、平安。以中國傳統(tǒng)文化符號“獅子”來點綴橋梁,寓意新區(qū)人民平安、吉祥,預(yù)示著滕州高鐵新區(qū)的發(fā)展建設(shè)一路長虹(見圖8、圖9)。
圖8 方案二橋梁人視效果圖
圖9 方案二橋梁鳥瞰效果圖
4.2.2 橋型布置
(1)橋梁立面布置。該方案全橋共3跨,跨徑布置為40 m+60 m+40 m。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用變截面連續(xù)梁,跨中截面降低能克服連續(xù)梁橋主梁高度過大帶來的壓迫感,使整座橋梁立面上通透,橋梁受力合理且節(jié)省材料(見圖10)。
圖10 方案二橋梁平面、立面布置圖
(2)橋梁橫斷面布置。橋梁分為左右兩幅,單幅橋橫斷面布置為0.25 m(欄桿)+4.25 m(人行道)+7 m(機(jī)非混行車道)+2.5 m(側(cè)分帶)+15 m(車行道)+0.5 m(防撞護(hù)欄),左右幅對稱(見圖11)。
圖11 方案二橋梁橫斷面布置圖
4.2.3 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)上部結(jié)構(gòu)。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。
(2)下部結(jié)構(gòu)。下部橋墩均采用墻式橋墩,橋墩接梁體處墩厚1.6 m。單幅橋墩承臺厚1.5 m,下接12根直徑1.2 m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。
4.2.4 橋梁估算
該方案橋梁建筑面積約8 620 m2,橋梁每平方米造價約7 000元,全橋造價約5 782萬元。
4.3.1 造型設(shè)計構(gòu)思
方案三采用上承式拱橋方案,橋梁外觀采用古典的板拱橋結(jié)構(gòu),造型優(yōu)美,連續(xù)的橋拱如一輪輪彎月將橋面托起。橋梁的外形給人平穩(wěn)之感,寓意滕州這座城市正在快速平穩(wěn)地發(fā)展。夜晚的拱橋燈光漫漫,與天上的星星遙相呼應(yīng),給人以寧靜、優(yōu)雅的感覺(見圖12、圖13)。
圖12 方案三橋梁人視夜景效果圖
圖13 方案三橋梁鳥瞰效果圖
4.3.2 橋型布置
(1)橋梁立面布置。該方案采用板拱橋結(jié)構(gòu),橋梁跨徑為5×30 m連拱,總長150 m。主拱圈兩側(cè)采用立柱形式與橋面板相連,減少實腹式拱橋的工程材料,降低自重,橋梁整體通透美觀(見圖 14)。
(2)橋梁橫斷面布置。橋梁分為左右兩幅,單幅橋橫斷面布置為0.25 m(欄桿)+4.25 m(人行道)+7 m(機(jī)非混行車道)+2.5 m(側(cè)分帶)+15 m(車行道)+0.5 m(防撞護(hù)欄),左右幅對稱(見圖15)。
4.3.3 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)上部結(jié)構(gòu)。橋梁上部采用五跨連拱結(jié)構(gòu)。
圖14 方案三橋梁平面、立面布置圖
圖15 方案三橋梁橫斷面布置圖
(2)下部結(jié)構(gòu)。下部橋墩均采用拱角與拱圈相連接,拱角下設(shè)置1.5 m厚承臺,承臺下接14根直徑1.2 m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。
4.3.4 橋梁估算
該方案橋梁建筑面積約8 850 m2,橋梁每平方米造價約6 500元,全橋造價約5 752.5萬元。
綜合表1,結(jié)合景觀效果、施工難度、施工周期、河道影響以及造價,推薦采用方案一。
表1 橋梁方案比選
本文詳細(xì)介紹了滕州鳳凰大道橋橋梁景觀方案的設(shè)計過程,包括基本概況、技術(shù)指標(biāo)、區(qū)域歷史文化背景、橋梁景觀設(shè)計理念與原則、所在區(qū)域規(guī)劃,以及鳳凰大道橋的三個橋梁景觀方案等,可為類似橋梁景觀方案設(shè)計提供參考。