东乐路桂畔海景观桥方案探讨
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摘要：东乐路是重要的景观大道，桂畔海大桥横跨桂畔海湿地公园，以景观桥定位，采用何种造型并予以结构实现成为规划关键。
关键词：景观桥;梁拱组合体系;矮塔斜拉;模态分析
Abstract: the east road is important music landscape avenue, guangxi sea bridge, with a main span of guangxi bank on the wetland park, with landscape bridge positioning, the type of modelling and to structure realize become key planning.
Keywords: landscape bridge; Camber combination system; Short stay tower; Modal analysis
中图分类号： U445 文献标识码：A文章编号：
1 概述
东乐路延伸线横跨桂畔海，东接碧桂路（省道S112），设计行车速度40km/h，双向六车道的城市主干道标准设计，红线宽度40m。桂畔海两岸是规划新城的“三绿带”之一，且东乐路是云近东区规划的景观大道，设计应着重环境保护和景观设计，使道路线形、桥梁、立交和沿线设施等与自然景观相协调，桥梁建筑风格和景观绿化的处理反映当地特色，追求优美的结构形式和高质量的环境景观，因此，桂畔海大桥桥型方案成为道路规划之关键。
2 建设条件
道路沿线属于珠江三角洲冲积平原，属河口三角洲堆积地貌，地势平坦，起伏变化较小。道路所跨越的桂畔海属内河道，为李家沙水道支流，与顺德水道、北江连通，受南海海潮顶托影响，潮汛属混合潮的非半日型，为弱～中等潮汐下游河段。
区域内场区属于冲积平原地貌，场地区域稳定性较好。但场地浅部分布软弱土层，且局部粉砂易液化，为建筑抗震不利地段，区域地震动峰值加速度为0.10g，构造物需加强抗震设计。
3 设计思路
跨桂畔海的东乐桥桥型方案的确定是整个道路方案设计的关键。本项目地形平坦，跨桂畔海桥梁主要受洪水标高及被交路等级控制。应重点研究桥型方案，兼顾日景、夜景的变化，以独特造型的科学结构实现为目标，而非伪装的外挂粉饰。
根据桥址处地形条件，河道宽度约为60m，东两岸道路下穿。由于受到河道东岸道路净空限制，同时考虑到桥墩对泄洪影响，本桥采用一跨过江的桥梁方案。
本桥主要可行的桥型方案有拱桥、部分斜拉桥、梁式桥等结构形式，其中，拱桥以其优美造型倍受推崇，特别是钢管混凝土拱桥，具独有的造型和视觉效果。而以目前的计算理论，其应力疲劳仍为难题。且拱桥的水平受力特点使得它只适用与地质条件良好的山区地形，如在厚层软弱土广泛分布的三角洲地区，必须先解决水力的问题，否则难以实施，经济上也极不合理。
此外，桥型方案选择还受到以下因素影响：
（1）本桥位于桂畔海月牙位处，桥型须力求与规划桂畔海的湿地公园融合；
（2）受滨河东路通行的影响，两岸桥下净空要求为B×H＝24×4.5m，因此，考虑到桥墩尺寸，引桥跨径选择在30m左右，桥梁跨度应与之匹配；
（3）受桥位河床断面形式及水文情况的影响：桥墩布设应尽量避开水深流急、冲刷剧烈的地段，既可以尽量减少对桥位水文的影响，又可以尽量少设深水基础，减低设计、施工难度，缩短工期；
（4）上下游桥型的影响：为丰富沿江景观，创造建筑生命力，桥型设计中应避免雷同、相似性；
（5）环保的影响：应采用成熟、可靠的桥型和相应的施工方案，避免对水质产生污染。
4 桥型方案比选
4.1 初拟方案
根据上述条件和思路，初步拟定以下三种桥型方案：
方案一：预应力砼梁拱组合体系方案，孔跨布置为：30+60+30m：
图1.方案一桥型图
方案二：部分斜拉桥方案，孔跨布置为：30+60+30 m：
图2.方案二桥型图
方案三：预应力连续箱梁方案，孔跨布置为：35+50+35 m：
图3.方案三桥型图
4.2方案特点
4.2.1方案一：预应力混凝土梁拱组合体系方案
（1）桥孔布置
在满足通航、防撞等基本功能要求的前提下，尽量减小主跨跨度、降低造价，结合合理的边、中跨比例、桥梁引桥配合要求等，采用(30+60+30)m跨预应力混凝土梁拱组合体系的桥梁方案。
顺德是一座历史悠久旷远，文化薪火相传，豪杰才俊辈出的历史文化名城，蕴含着深厚的历史文化韵味，以“云际日出”为设计主题，寓意着顺德各项事业的生机勃勃，蒸蒸日上。引用古建筑中的“变截面门梁”作为主桥变截面箱梁的设计元素。注重“发展、生态和谐美”为最高境界 ，充分体现“生态发展、和谐社会”的永恒主题。
（2）结构设计
桥梁截面采用单箱多室断面，结构简单且抗扭和抗弯刚度大、整体性好、受力明确、施工方便、快捷。主拱采用曲线异型拱，拱肋为混凝土箱型截面，双排吊杆，水力由上部结构的系杆承受，达到自身平衡，支座仅承受竖向力。桥梁边中跨比值为0.5，经结构分析，边跨支座在任何工况下均不出现负反力。考虑到本项目工期要求，桥梁建设又是本项目重中之重，故认为预应力砼梁拱组合体系方案在“安全、经济、美观、环保、工期”上皆为最优方案。采用单箱多室箱断面，结构简单且抗扭和抗弯刚度大、整体性好、受力明确、施工方便。为了减轻上部构造的自重，主梁采用大悬臂横向预应力结构，使桥梁上部构造轻型化。
主梁截面采用单箱四室箱型整体截面，变高度，梁高按2.4次抛物线变化，支点梁高3.2m，跨中及端支点路线中心梁高1.8m。桥面以上拱高11.25m。
下部采用花瓶式板墩，增强上部箱梁在施工过程中的抗风稳定性，提高结构横向抗风、抗震能力。考虑桥型总体布局的同时应注重细节设计，避免柱林现象，墩身加饰纹，增加线条，修棱弱化板厚，从而提升景观。
（3）施工方案
桥墩不高，主梁采用较为简单的支架法施工。深水基础采用钢管桩平台、钢吊箱围堰施工。
4.2.2方案二：部分斜拉桥方案
（1）桥孔布置
桥梁方案采用30+60+30部分斜拉桥。项目地处桂畔海湿地公园带中，鸥鹭成群，彰显生态和谐；以“方竹”作为部分斜拉桥索塔的造型设计元素、以白鹭展翅飞翔的“翅膀”作为斜拉索的设计元素，选用古建筑中的“变截面门梁”作为桥梁变截面连续箱梁的设计元素，恰似“白鹭飞舞竹林间”的和谐美景就油然而生。
（2）结构设计
部分斜拉桥桥面以上塔高9.45m，桥塔造型以“斑竹”为母本抽象形状。主梁截面采用单箱四室箱型整体截面，变高度，梁高按2.4次抛物线变化，支点梁高3.2m，跨中及端支点路线中心梁高1.8m。主墩采用花瓶型墙式墩，承台桩基础。
（3）施工方案
主梁采用较为简单的支架法施工。桥墩基础采用钻孔灌注桩施工。
4.2.3方案三：（35+50+35）米预应力混凝土连续箱梁方案
（1）结构设计
主梁截面采用鱼腹式单箱四室箱型整体截面，变高度，梁高按2次抛物线变化，支点梁高2.8m，跨中及端支点路线中心梁高1.8m。主墩采用花瓶型墙式墩，承台钻孔灌注桩基础。
（2）施工方案
主梁采用挂篮悬臂浇筑施工。基础采用钻孔灌注桩基础。
4.3 方案比较
4.3.1结构分析
计算采用通用有限元计算软件MIDAS/Civil 2006，对结构进行三维空间受力分析，计算荷载包括了恒荷载、活荷载、风荷载、温度荷载等，同时进行了模态分析，计算结果表明，方案一、方案二结构受力条件均优于方案三。
图4.模态分析结果
表1. 桥型方案综合比表
5 结论
根据桥址处地形条件，河道宽度约为60m，东岸滨河东路有通车要求，引桥跨径不能少于30m。对于此类桥梁，主要的桥型方案有梁式桥、拱桥、部分斜拉桥等结构形式。常规的斜拉桥由于施工工艺相当复杂，造价较高，同时较高的桥塔与桥位处的地形并不协调，故不做深入比较。通过以上对梁拱组合体系、部分斜拉桥、连续梁桥三方案的综合比较可知，梁拱组合体系不但消除了水平力对墩桩的影响，而且具有设计施工技术成熟、维护费用较低、施工快速、外形简洁美观等优点，同时其造价相对经济。因此以为梁拱组合体系桥梁方案在“安全、经济、美观、环保、工期”上为综合最优方案。
参考文献：
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