蘭州中心灘黃河大橋方案設(shè)計(jì)

葸蓉

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州 730030）

蘭州中心灘黃河大橋方案設(shè)計(jì)

葸蓉

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州 730030）

中心灘黃河大橋位于城關(guān)區(qū)鹽場(chǎng)堡和雁灘地區(qū)的核心地段，上跨南北濱河路，橫跨黃河。介紹工程項(xiàng)目概況、技術(shù)特點(diǎn)及橋梁設(shè)計(jì)中“一橋一景，以人為本”的橋梁設(shè)計(jì)理念。詳細(xì)介紹了立交設(shè)計(jì)方案比選。

橋梁設(shè)計(jì)；自錨式懸索橋；方案比選；蘭州

0 引言

自雁灘黃河大橋建成通車后，雁灘、鹽場(chǎng)地區(qū)黃河南北交通相對(duì)改善。近年來，隨著蘭州城市建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn)，鹽場(chǎng)地區(qū)大規(guī)模改造開發(fā)全面啟動(dòng)，中心灘地段一批具有集會(huì)、展覽、大型演出等功能的重點(diǎn)項(xiàng)目陸續(xù)建設(shè)完成，兩岸人群出行和物資運(yùn)輸?shù)然窘煌ㄐ枨箫@著增加，其間有必要修建一座跨黃河橋梁。中心灘橋南岸雁灘地區(qū)道路相通，便于疏導(dǎo)交通，改善雁灘地區(qū)的交通矛盾；北岸可接鹽場(chǎng)路、北濱河路等，以解決鹽場(chǎng)地區(qū)和中心灘會(huì)展中心等周邊單位的交通問題。

1 項(xiàng)目概況

中心灘黃河大橋位于蘭州市城關(guān)區(qū)，南交B612#路，上跨南北濱河路，橫跨黃河，北接B407#路，是蘭州市城區(qū)綜合交通中連接兩區(qū)間的跨河通道（見圖1）。設(shè)計(jì)車速40 km/h，城市次干路Ⅰ級(jí)，雙向4車道。

中心灘橋功能定位為交通景觀橋。在交通上，此橋起到溝通兩岸的輔助交通作用；在景觀上，該橋應(yīng)為城市的一個(gè)新景點(diǎn)，起到一個(gè)強(qiáng)化蘭州地標(biāo)的作用。

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

2 項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)

中心灘黃河大橋?yàn)橐蛔绾哟髽颍瑯蛄旱拿烙^性將會(huì)提升地塊價(jià)值和附近區(qū)域的知名度。同時(shí)，在橋型的選擇上，應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)、適用的原則。因此，橋型方案的選擇提出以下幾點(diǎn)要求：

（1）中心灘黃河大橋毗鄰體育公園和會(huì)展中心等重點(diǎn)開發(fā)項(xiàng)目。為充分照顧會(huì)展中心、省人大等，設(shè)計(jì)從接線方案、環(huán)境綠化、人文歷史等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的思考和處理。

（2）現(xiàn)代城市橋梁必須是交通功能與景觀功能兼?zhèn)涞慕ㄖｈb于該項(xiàng)目極其重要的地理位置和經(jīng)濟(jì)地位，所選橋型要求新穎、有標(biāo)志性，以求與城市文化、規(guī)劃、環(huán)境相協(xié)調(diào)。充分重視景觀設(shè)計(jì)，力求造型美觀，總體上與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，富有時(shí)代感和現(xiàn)代氣息。

（3）中心灘黃河大橋需考慮車型交通組織、行人和非機(jī)動(dòng)車交通組織與兩岸地面交通的合理銜接，盡可能將行人和非機(jī)動(dòng)車交通與車行交通分離組織，從而充分體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計(jì)思路。

（4）跨度要求根據(jù)《黃河蘭州段河道規(guī)劃》，確定橋位河段通航標(biāo)準(zhǔn)為國家Ⅴ級(jí)航道。大橋建設(shè)需滿足通航和行洪的要求。

3 總體設(shè)計(jì)理念

蘭州市中心灘黃河大橋是蘭州城關(guān)區(qū)城市建設(shè)南北方向交通主干道中重要的節(jié)點(diǎn)工程，因此將城市交通功能的實(shí)現(xiàn)、黃河文化延續(xù)和城市景觀帶綜合打造作為橋梁方案設(shè)計(jì)的重中之重。其總體設(shè)計(jì)思路如下：

（1）功能優(yōu)先，即在實(shí)現(xiàn)主城特殊區(qū)位的大橋功能的同時(shí)滿足城市總體規(guī)劃交通功能需求。

（2）通過大橋建設(shè)，改善中立橋、雁灘黃河大橋和雁灘、中心灘周邊環(huán)境，提升城關(guān)形象。

（3）橋型新穎，大橋橋型方案與城市文化相協(xié)調(diào)，景觀優(yōu)美。

（4）結(jié)構(gòu)安全經(jīng)濟(jì)和施工可行。

4 設(shè)計(jì)方案

4.1 立交方案設(shè)計(jì)

4.1.1 立交方案比選

首先應(yīng)該考慮的問題是：橋頭是否適宜修建大型立交。

（1）中心灘黃河大橋的地理位置比較特殊，南岸為已開發(fā)或正在開發(fā)的雁灘城區(qū)，交通壓力較大，北岸有甘肅省政協(xié)、會(huì)展中心、甘肅大劇院等單位。中心灘黃河大橋應(yīng)起到解決這一區(qū)域交通壓力的作用，所以中心灘黃河大橋定位為以區(qū)域交通為主、景觀為輔的交通景觀橋。如果橋頭修建大型立交，必然會(huì)誘發(fā)和轉(zhuǎn)移大量的交通量，影響大橋與黃河兩岸等景觀效果。

（2）中心灘橋橋位處于中心灘和雁灘中段，橋北岸交通基本為中心灘內(nèi)會(huì)展中心和周邊居民出行。橋南岸雁灘地區(qū)交通壓力較大，但橋梁兩側(cè)橋頭路網(wǎng)完善，可通過路網(wǎng)分散解決交通出行問題。

因此，可以得出結(jié)論：不宜修建大型立交。

4.1.2 立交設(shè)計(jì)

（1）南橋頭立交

將南濱河路的直行雙向4車道設(shè)為立交第一層，橋梁上跨南濱河路后交于B612#路，以信號(hào)燈控制，通過B612#路、B627#’路等道路路網(wǎng)銜接于南濱河路，并通過S623#路延伸至天水北路，與T603#路相接。滿足交通需求。

（2）北橋頭立交

B403#路和北濱河路為立交第一層，橋梁上跨B403#路和北濱河路后交于B407#路，以信號(hào)燈控制，通過B407#路、B432#路等道路路網(wǎng)銜接于北濱河路。橋梁設(shè)上下橋的右轉(zhuǎn)匝道銜接B403#路。滿足交通需求。

4.2 橋梁方案設(shè)計(jì)

4.2.1 橋梁方案比選

在本次方案設(shè)計(jì)中，對(duì)拱結(jié)構(gòu)、斜拉結(jié)構(gòu)、梁式結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)體系針對(duì)該橋具體情況作了相應(yīng)分析。以下對(duì)各種橋式分別進(jìn)行比選。

（1）梁式橋

第三起：南部某市有一只波斯貓因?yàn)榈卣饛年柵_(tái)上摔下來，瘸了右前腿，成了一只殘疾貓。這是本次地震造成的最嚴(yán)重?fù)p失。

梁式橋是中小跨度橋梁中采用頻率最高的一種結(jié)構(gòu)型式，具有外觀簡(jiǎn)潔、技術(shù)成熟、施工方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但景觀效果較差，主跨較小。本次方案不采用梁式橋。

（2）拱橋

從景觀角度考慮，拱橋較梁式橋有特點(diǎn)，立面上線形富于變化，有韻律感；從受力角度考慮，上承式拱橋的水平推力大，該橋位處地質(zhì)對(duì)于推力拱式結(jié)構(gòu)是不合適的。中、下承式的系桿拱為自平衡體系，對(duì)地質(zhì)條件要求不高，但由于該橋下游雁灘黃河大橋即為拱橋，不符合城市橋梁“一橋一景”的要求，故本次設(shè)計(jì)方案不采用拱橋方案。

（3）斜拉橋

斜拉橋造型美觀、跨越能力大、適用范圍廣，但黃河蘭州段已有銀灘黃河大橋、小西湖黃河大橋兩座斜拉橋，不符合城市橋梁“一橋一景”的要求，因此本次設(shè)計(jì)方案也不考慮斜拉橋。

（4）懸索橋

懸索橋方案從景觀效果考慮不錯(cuò)，線形流暢。懸索橋通常分為兩種類型，一種為地錨式，另一種為自錨式。地錨式的懸索橋跨越能力強(qiáng)，但由于主梁荷載通過大纜傳至錨碇，從本橋地勢(shì)和建設(shè)規(guī)模考慮不適合修建大型錨碇基礎(chǔ)。自錨式懸索橋有著懸索橋的景觀優(yōu)勢(shì)，且其大纜直接錨固于主梁上，無需修建錨碇，跨越能力強(qiáng)。因此，本次方案設(shè)計(jì)采用自錨式懸索橋方案。圖2為中心灘黃河大橋鳥瞰圖。

圖2 中心灘黃河大橋鳥瞰圖

4.2.2 橋梁方案設(shè)計(jì)

4.2.2.1 總體布置及結(jié)構(gòu)體系

該方案總體跨徑布置為（40+36.94+33.06+5× 40+35+25）m北引橋+（25+80+125+20）m主橋+（2×30+40+3×30）m南引橋，全橋長(zhǎng)810 m，其中主橋橋型為（25+80+125+20）m的三跨獨(dú)塔雙索面自錨式懸索橋。塔高86.28 m，采用混凝土結(jié)構(gòu)。主梁采用高3 m、寬21 m鋼箱梁。

主橋橋面寬度為32 m（雙向4車道），其中：人行道3.0 m+吊索布置區(qū)2.0 m+防撞護(hù)欄0.5 m+行車道21 m+防撞護(hù)欄0.5 m+吊索布置區(qū)2.0 m+人行道3.0 m。橋面橫披2%。

圖3為中心灘黃河大橋立面圖。

圖3 中心灘黃河大橋立面圖

4.2.2.2 主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）橋塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

橋塔采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。橋塔橫橋向?yàn)殡p柱門型，塔柱布置于橋面兩側(cè)。雙柱之間設(shè)橫系梁，橫系梁上布設(shè)支座以支承上部梁體。塔高86.28 m。橋面下至承臺(tái)塔柱高16.3 m，橋面上塔柱高67 m。順橋向單柱的寬度由塔頂?shù)?.4 m漸變至塔根部的5 m，橫橋向單柱的寬度由塔頂?shù)?.4 m漸變至塔根部的4 m。塔頂設(shè)置主索鞍座。

（2）錨固端橫梁

錨固端橫梁內(nèi)填充C40混凝土形成鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，既可提供壓重，又可使錨固端橫梁形成強(qiáng)大的塊體結(jié)構(gòu)，錨固更加安全可靠，還可省卻養(yǎng)護(hù)的麻煩。

（3）吊索錨箱

自錨式懸索橋需要經(jīng)過多次調(diào)索才能完成荷載由臨時(shí)支墩向主纜轉(zhuǎn)移形成懸索體系。吊索在主梁上的錨固構(gòu)造要能夠與此相適應(yīng)，可以進(jìn)行張拉操作。

（4）纜索

主塔頂部設(shè)置主索鞍，主梁端部設(shè)置散索鞍和錨碇，主纜通過主索鞍轉(zhuǎn)向并經(jīng)散索鞍發(fā)散后直接錨固于主梁端部的錨碇上。

主跨順橋向設(shè)44對(duì)吊索，標(biāo)準(zhǔn)間距為4 m。雙主纜平行設(shè)置，吊索豎直，吊索上端與主纜采用騎跨式連接，下端張拉端位于主梁翼板根部。

（5）壓重設(shè)計(jì)

為確保自錨式懸索橋安全可靠，同時(shí)簡(jiǎn)化主梁錨固端橫梁的構(gòu)造，本橋決定采用混凝土壓重的方式。

（6）主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

懸索橋主梁采用鋼箱梁。梁高3 m，寬32 m，箱體寬23 m，兩邊翼板各寬4.5 m。錨索區(qū)主梁采用混凝土箱梁。梁高3 m，寬21 m，頂板厚0.3 m，底板厚0.25 m，腹板厚0.5 m。

（7）主塔基礎(chǔ)

圖4 中心灘黃河大橋橋塔立面

5 結(jié)語

中心灘黃河大橋位于蘭州市城關(guān)區(qū)，南交B612#路，上跨南北濱河路，橫跨黃河，北接B407#路，是蘭州市城區(qū)綜合交通中連接兩區(qū)間的跨河通道。在設(shè)計(jì)方案中，以城市規(guī)劃、區(qū)域景觀為前提，因地制宜，針對(duì)道路立交方式、橋梁型式等進(jìn)行了比選，充分體現(xiàn)了蘭州“一橋一景，以人為本”的橋梁設(shè)計(jì)理念。

U442.5+4

B

1009-7716（2017）09-0085-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.024

2017-06-10

葸蓉（1984-），女，甘肅蘭州人，工程師，從事城市橋梁設(shè)計(jì)工作。