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重庆寸滩长江大桥南岸立交(重庆寸滩长江大桥)

重庆寸滩长江大桥南岸立交(重庆寸滩长江大桥)大桥主跨880m,为适应地形要求,主缆边跨为250m,边主跨比相对较小。南、北岸主塔承台顶高程分别为 185m、 180m,两岸桥面以上塔高相同,为使桥塔上下比例协调,突出桥塔的景观造型效果,将桥面以上塔高适度增大,主缆矢跨比采用1/8.8,矢高100m。南、北岸锚碇散索点高程分别为 248m、 253m,北岸锚碇散索点高程适度抬高,可以减少锚碇开挖量。寸滩大桥主桥采用主跨880m地锚式悬索桥,其两岸主塔、锚碇位置、孔跨布置、控制点高程等主要参数,要根据两岸地形、道路分布、结构受力、通航、防洪、经济合理性及美学来最后确定。图1 寸滩长江大桥总体布置(单位:m)大桥按照城市快速路标准设计 设计行车速度80km/h,双向8车道,两侧设人行道,横断面布置见图2。图2 寸滩长江大桥跨江主桥横断面布置(单位:cm)

重庆寸滩长江大桥南岸立交(重庆寸滩长江大桥)(1)

桥梁是一座城市的脊梁,桥梁也是一座城市的名片。文化是一个城市的灵魂,每个桥梁一旦成为文化的载体,都应该拥有城市特色的文化景观,必然会映衬出所处地域、社会的人文环境,从而具有美好的意义。

重庆传统的巴渝建筑,是中国传统建筑的重要流派和分支。其穿斗抬梁、淄脊悬檐、退坡筑台、靠崖吊脚的建筑风貌特色,无不彰显了巴渝的文脉精魂。“一条石板路,千年磁器口”,磁器口古镇作为重庆古城的缩影和象征,街口的门楼则彰显了典型的巴渝建筑风格。

中心城区的风景

寸滩长江大桥位于重庆市中心城区,是重庆机场专用快速路跨越长江的关键工程。大桥全长1600m,包含一座跨江主桥及南北两岸引桥。在项目建议书阶段,主桥主跨为830m,南岸主塔位于水中,因此有一个水中基础,为了保护主塔不受船撞,同时减少船撞力,还需增设一套防船撞设施。在该桥的工程可行性研究阶段,将主跨增加到880m,将南主塔移到岸上,避免水中基础施工,取消防船撞设施,大桥造价反而降低。南岸引桥分为两联,分别是(40 3x50 40)m连续梁及4x60m连续刚构,北岸引桥为(2x52.5 85 50)m连续刚构。见图1。

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图1 寸滩长江大桥总体布置(单位:m)

大桥按照城市快速路标准设计 设计行车速度80km/h,双向8车道,两侧设人行道,横断面布置见图2。

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图2 寸滩长江大桥跨江主桥横断面布置(单位:cm)

寸滩大桥主桥采用主跨880m地锚式悬索桥,其两岸主塔、锚碇位置、孔跨布置、控制点高程等主要参数,要根据两岸地形、道路分布、结构受力、通航、防洪、经济合理性及美学来最后确定。

大桥主跨880m,为适应地形要求,主缆边跨为250m,边主跨比相对较小。南、北岸主塔承台顶高程分别为 185m、 180m,两岸桥面以上塔高相同,为使桥塔上下比例协调,突出桥塔的景观造型效果,将桥面以上塔高适度增大,主缆矢跨比采用1/8.8,矢高100m。南、北岸锚碇散索点高程分别为 248m、 253m,北岸锚碇散索点高程适度抬高,可以减少锚碇开挖量。

桥梁的文化表达

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图3 主塔造型效果图

寸滩大桥主塔造型萃取了巴渝经典门楼建筑元素,意象演化而成。桥塔空间形象轻盈鲜明,造型气势宏伟、庄重挺拔,与积极向上、开拓进取的时代风貌相吻合,同时又具有浓烈的传统人文含义与特征。大桥上横梁与中横梁之间镶嵌一个大大的“中国结”,寓意和谐团圆,其造型中隐隐含有篆体“巴”字图案,含蓄地表达了对“巴文化”的象征与致敬;桥塔设置多道横梁,塔柱与横梁穿插交织,象征着巴山渝水的文化交融,亦能凸显巴渝建筑的特色,更能使观桥者产生丰富的立体视觉感受。横梁飞檐翘角、绕弯淄脊、错落有致的古风情韵,给人一种大气磅礴的气势与序列美感。

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图4 主塔实桥照片

为让整座桥梁愈发光彩夺目,主塔与主缆采用“中国红”色彩通体涂装,营造了鲜明的城市桥梁形象,给人注入一种激动人心、催人奋进的强劲动力。塔身若干部位设有描金祥云图案,给桥梁带来一种云中仙境的视觉感受。横梁处“中国结”造型的下方装饰有金色的麦穗图案,令塔顶造型更加丰富细腻。大桥主梁与吊索均采用乳白色涂装,极大地增强了桥梁的色彩层次感,与红色的桥塔与大缆形成视觉对比,营造出自然生动的建筑美感,展示了城市文化沉潜、冲和的底蕴。

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图5 人行道花板部分浮雕图案(颜色代表层高关系)

《周易》有言:“圣人立像以尽意”,“在天成像,在地成形”。寸滩大桥造型设计以宏观展望,从微观着手,注重细节设计,使各种“像”最完美、最合理的统一在一起。重庆是历史文化名城,按历史顺序,重庆的地名分别是巴国、巴郡、江州、楚州、渝州、恭州、重庆等共7种。在大桥造型的细部处理中,导入历史文化的元素符号,将人行道栏杆镶嵌入7个为一组的花板,花板内部以浮雕的形式表现重庆历史主题,将呈现重庆地名变迁的故事和具有地域文化的象征图案依次循环排列,花板图案及文字均为模具铸造,充分保证了花板品相的精确性和艺术性。

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图6 印章位置示意(左图中央小正方形)与印章图案

在两花板之间的栏杆上设置小正方形“印章”,印章上刻有“人文重庆”“吉祥重庆”两种文字,增加了护栏视觉观赏的丰富性。栏杆立柱的截面粗细变化形成水波造型,流畅生动富有韵律。同时,在桥头设置雕刻祥云图纹的大理石桥铭牌,简要介绍大桥概况。

各种细节的造型设计,充分利用桥梁的文化承载作用,立足于地域文化,挖掘最适合、最到位的设计元素,采取多种形式、多种材质、多种色彩,将具有象征意义的文化符号,通过合适的造型表现,以此作为设计的切入点,做到寸滩大桥造型设计形式和内容的和谐统一,创造出融于地方人文环境、富含人文内涵的桥梁方案。

结构与构造特色

主桥加劲梁为单跨吊结构,两端设置竖向支座及纵向黏滞阻尼器,侧向支座设置在两端梁底中央处。为改善日常行车情况下主跨跨中区域短吊索反复弯折疲劳现象,提高桥梁的反对称竖弯、反对称扭转频率及、对称振型抗风性能,本桥在主跨跨中短吊索处缆梁之间设置柔性中央扣,见图7。

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图7 本桥中央扣实景照片

主塔采用混凝土门式框架“牌楼塔”结构,两塔柱竖直布置,横向中心距为39.2 m,不同于一般的悬索桥采用向内倾斜的塔柱布置。塔柱采用空心箱形断面,横向等宽,塔柱四角设置双圆弧,圆弧半径80cm;高程200m以下的塔柱空腔内填C15素混凝土,用以极端情况下防船撞。

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图8 塔柱断面图(单位:cm)

加劲梁采用扁平流线型封闭钢箱梁,每平米用钢量428kg。钢箱梁顶板采用变厚度设计,小车道范围厚14 mm,大车道范围厚16 mm,按照顶板应力基本相等的等强度原则设计。14mm与16mm两种厚度的顶板相接处保证顶面平齐,采用熔透焊接,桥面铺装厚度相等;里面相差2mm厚度做成1:8的渐变斜坡,隔板采用数控切割,做成2mm的1:8倾斜小台阶,与1:8的顶板斜坡相吻合(见图9)。钢箱梁两侧设U形泄水槽,泄水槽内贴6 mm厚不锈钢板,将桥面污水收集至桥头污水池,满足取水口环保要求。

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图9 不等厚顶板过渡示意图

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图10 主缆索股“近圆”排列图

主缆采用预制平行钢丝索股结构,每根主缆由110股索股构成,排列成近似的圆形,方便主缆紧圆,见图10。主缆内部设置除湿系统,锚碇锚室与塔顶鞍室内设置除湿机;主缆防护采用缠丝 涂层防护系统,在通长范围的硫化型橡胶密封剂内加入一层高强玻璃布,起到类似“加筋”的作用,增强涂层的耐气压作用及气密性。经实施前的试验检验和通车后的实桥验证,效果良好,该方案为国内第一次采用。

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图11 中央扣索夹图

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图12 南锚碇结构图(单位:cm)

主缆跨中设置柔性中央扣,扣索结构与吊索类似,上下端通过销轴与索夹及钢梁相连。

南锚碇处地面高程较低,采用重力式现浇扩大基础形式,基底持力层为微风化砂质泥岩,为减小混凝土方量与大体积混凝土施工,基础内设置多个空腔。锚体鞍部采用空心薄壁结构。

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图13 北锚碇结构图(单位:cm)

北锚碇基本位于地面以下,由于基岩为砂质泥岩,遇水易软化,不具备采用隧道锚的地质条件,采用重力式现浇扩大基础形式。为增加锚碇抗滑安全度并节约混凝土方量,基础采用阶梯式结构方案,借助基岩的台阶抗力,作为抵抗水平滑移力的安全储备。

寸滩长江大桥于2017年12月建成通车,通车以来大桥运营状态良好。大桥独特的交通功能与社会景观文化功能一体化的设计理念,社会反响极佳,已成为重庆市一道靓丽的风景线。

本文刊载 /《桥梁》杂志 2019年 第5期 总第91期

作者 / 张强

作者单位 / 中铁大桥勘测设计院集团有限公司

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