反映工業化發展水平的以色列城市橋梁

穆祥純

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京市 100082）

0 引言

以色列（State of Israel），地處地中海東南方向，北靠黎巴嫩，東瀕敘利亞和約旦，西南邊是埃及。1948年宣布獨立，2014年1月人口813萬，其中猶太人611萬，是世界上唯一以猶太人為主體民族的國家。

以色列工業化程度較高，總體經濟實力較強。以色列的科學家在遺傳學、計算機科學、光學、工程學及其他技術產業上的貢獻都十分杰出。自建國以來，以色列一直致力于科學和工程學的研究，其在城市橋梁的工業化發展水平上亦走在世界的前列。

1 以色列現代城市橋梁擷英

以色列城市橋梁的建設充分反映和體現了其工業化發展水平的新趨勢。下面通過以色列城市橋梁擷英，來彰顯其城市橋梁建設的精華之處。

1.1 謝赫扎耶德大橋

謝赫扎耶德大橋是一座位于以色列南部城市貝爾謝巴的步行鋼橋，連接高科技園區、Ben-Gurion大學以及Beer-ShevaTzafon火車站，由普利茲克建筑獎得主扎哈哈迪德設計，被稱為“迄今為止史上最復雜的橋梁”。該橋于2016年6月12日正式投入使用。

謝赫扎耶德大橋全長842 m，主橋長210 m，橋面到河床64 m，橫跨在城市軌道交通站點之上。這座橋梁的奇妙之處在于巨大的橋體僅通過3個V型鋼柱支撐。這種極簡的支撐體系之所以可行，得益于橋體魚眼式的雙曲線結構造型，它可以通過抵抗水平應力來增強結構的強度，同時也為穿行其中的行人帶來動態和變化的行走體驗。

這座鋼橋建成后，成為當地的一個著名景點和地標性建筑。其設計融合了超過200種不同鋼梁的橫截面，從而形成獨特的集合形態——四跨鋼拱形結構。橋體呈現著彎曲和扭曲，分別形成110 m和70 m的兩個大開口，將橋面從對稱的鋼鐵拱架上“落空”，宛若波浪般的流動剪影，又恰似一個充滿理性的正弦曲線在空中舞動，造型新穎別致。

這個獨特的設計令人贊嘆不已。這種高超的橋梁設計水平和先進的造橋技能，正是以色列工業化發展水平在城市橋梁建設中的成功展現。圖1為謝赫扎耶德大橋的拱形結構。

圖1 謝赫扎耶德大橋的拱形結構

1.2 科爾德斯大橋

科爾德斯大橋位于以色列耶路撒冷市，建于2006年。這座大橋為一座異形拱塔斜拉橋。大橋距離地面118 m，使用70根線纜將140 m的一段橋身懸浮起來。這座橋能夠承載輕重量的列車運輸系統，而且還有一個透明玻璃人行道用于步行。

圖2 科爾德斯大橋的異形鋼主拱塔

圖2是科爾德斯大橋映襯在日落之后的景色。這座橋梁采用了拋物線形狀的異形鋼拱塔造型，以舒展的鋼拱為橋身，其斜拉索按照不同規律變換，宛如在空中布設了一張奇妙的網。兩側的橋梁欄桿簡潔、明快、實用。這座橋梁的奇妙設計充分反映了以色列人的創新意識和高超的建橋技術，既體現了以色列工業化發展水平，同時也體現了其傳承民族文化和與周圍環境和諧、共融的設計理念。

1.3 一座造型別致的斜拉橋

2010年，以色列在特拉維夫附近的一個山谷間建造了一座造型別致的斜拉橋（見圖3）。這座跨越在山谷之間的橋梁，由兩張架設在空中的大網組成。該斜張結構的橋梁在設計上十分獨特，其斜拉索按不同規律在空中變換，兩側山頂上還分別設有高低不同的錨固點。這座斜張結構的橋梁，是以歐洲后現代主義的理念為主導，給人帶來新奇感和探索的欲望。

圖3 以色列造型別致的斜拉橋

1.4 一座結構新穎的城市景觀橋梁

以色列近年在特拉維夫建造了一座結構新穎的人行景觀橋梁。這座橋最引人矚目的是主塔設計（見圖4）。變形的斜拉橋主塔，在滿足結構安全的前提下，呈不規則造型，仿佛空中豎立的一把剪刀。斜拉索在空中呈不規則傘狀布置，堪稱塔與鋼索有機結合的成功典范。整座橋梁風格簡約，并準確地找到了結構和建筑美學之間的平衡點，無論從結構創意、橋梁建筑美學及橋梁安全性等方面都為我們提供了成功經驗。

圖4 新穎的城市景觀橋梁

橋梁塔高約為40 m，主跨為130 m。主梁為變截面鋼梁，橋梁結構為全焊接鋼結構。從鋼結構的總體設計、鋼結構的細部構件以及附屬工程的設計和實施，該橋都采用了大量的先進工藝，較全面地展示了以色列當代工業化建造水平。

1.5 一座新型跨海斜拉橋

斜拉橋的結構型式是人們在建造大跨徑橋梁時最常采用的一種橋型。在大跨徑城市橋梁的建造上，以色列人同樣展現了其先進的創新理念。

這座位于紅海的新型斜拉橋（見圖5）是以色列于2010年修建的。其主跨約為420 m，主梁采用鋼結構。主梁設計采用抗扭剛度較大的鋼結構邊主梁，配以傘狀的空間索，以增強其抗風性能。其主塔塔身采用新穎的鉆石型，簡潔、大方。大橋結構簡單，受力合理，線形流暢，輕巧新穎。這種橋梁的線形布置，既考慮了對水流的影響最小，又與整座橋梁功能要求的線形結合起來，使得它在造型優美的同時還滿足了環保上的要求。

由于國土狹窄和地形的限制，以色列在大跨徑城市橋梁的建設上，機會并不多，他們在這座橋梁的橋孔布設上，不是簡單、盲目地追求跨徑上的記錄突破，而是合理地確定橋梁結構造型和孔徑布置，實現結構安全、合理，符合新潮流趨勢。

1.6 一座體現現代預應力技術的橋梁

圖6 高超應用現代預應力技術的一座橋梁

圖6是筆者在以色列特拉維夫的大街上拍攝的。這是一座城市橋梁的預應力錨固體系。預應力混凝土技術是結構工程中一項先進的、有潛力的，也是有廣泛發展前途的技術。預應力混凝土不僅節約鋼材，更重要的是改善結構的功能，滿足功能需要。在大跨高層建筑、大跨徑橋梁及特種結構中，預應力技術的廣泛應用，都充分體現了它的優越性。從照片上看，這是一座斜拉結構的城市橋梁，以色列人對現代預應力技術的應用十分嫻熟，其錨固體系具有豐富的想象力，且結構安全，體系設計合理，并充分滿足橋梁結構的安全性和耐久性。

1.7 一座新穎的跨河人行桁架橋梁

圖7 以色列某跨河人行桁架橋梁

圖7是以色列某跨河橋梁，系一座桁架結構的人行橋梁。雖然這座橋梁的規模和跨徑都不是很大，但其特點還是很鮮明的：一是其主梁為薄壁T型梁鋼結構，發揮了鋼材的力學效能；二是薄壁T型梁的橫隔梁為圓形異型鋼板，既可較好地傳遞主梁的受力，又能很好地作為支撐傳遞橋面欄桿重量；三是其下部結構采用簡潔的鋼管作為墩柱，結構可靠，滿足水力上通行小型船舶的需求；四是橋面欄桿和花飾欄板與整座橋梁融為一體。

2 體現以色列工業化發展水平的城市橋梁

2.1 城市立交總體布局上的創新理念

圖8系特拉維夫市一座城市立交的鳥瞰圖。這是一座典型的城市立交橋群，人們可從中領略其城市交通和城市橋梁建造的理念和規劃要點。其創新點主要體現在以下幾點：

一是在該城市立交總體布局上，引進了國際上目前道路交通發展的新趨勢和新潮流，從規劃之初的技術路線就采用了城市交通的新理念和最新理論。立交的主路為雙向2車道加緊急停車道，為使主車道與垂直方向的道路交叉滿足相關技術標準和規范要求，設置了4條定向匝道橋梁，且主橋上增加了相匹配的車道，使這座立交橋群滿足主干路系統的轉向交通需求，真正從城市交通的空間布局和時序布局上解決了該地域的交通需求。

二是主車道的橋梁其主孔采用全焊接、變截面連續梁結構，且為工廠預制和現場拼裝相結合。工業發達的以色列，在該立交橋群的建設上發揮了鋼結構天然的高強度和延展性，以取得結構設計的安全度，使這座橋的創新設計取得了最佳效益。

三是匝道橋簡支橋跨的主梁均為工廠預制，全橋的下部結構墩柱均采用工廠預制加工，現場拼裝，可滿足快速施工、文明施工的要求。

圖8 特拉維夫市一座城市立交鳥瞰圖

2.2 預應力混凝土變截面結構的應用

在以色列的特拉維夫市，筆者觀察到，許多城市橋梁采用的是預應力混凝土變截面結構。這些城市橋梁的特點是：其連續梁結構的主梁尺寸都比較大，技術上有足夠的安全儲備；其防撞欄桿與主梁的邊翼板澆筑在一起，完全滿足防撞的受力要求；墩柱采用薄壁墩和矩形墩居多，顯得橋下很有節奏感。圖9為一座經典的預應力混凝土變截面橋梁結構。圖10為該橋預應力混凝土變截面結構仰視圖。

圖9 預應力混凝土變截面結構主視圖

圖10 預應力混凝土變截面結構仰視圖

2.3 預應力混凝土簡支梁結構的應用

預應力混凝土簡支梁結構在城市橋梁上常被采用，以色列在這方面有自己的獨到之處，應用得十分嫻熟和得體（見圖11、圖12）。一是在跨線橋梁結構的選擇上，為滿足快速施工、文明施工和安全經濟的要求，他們在橋梁孔徑和與道路橫斷面的布設上，綜合考慮后才確定；二是采用窄腹T型預應力混凝土主梁，并在主梁翼板上留有足夠的現場現澆部分，以滿足預制安裝橋梁結構的整體性；三是在下部結構的設計上多采用預制薄壁墩加蓋梁；四是這類城市橋梁在設計理念和工程建造上都符合以色列工業化發展的大趨勢。

圖11 裝配式預應力混凝土簡支梁結構1

圖12 裝配式預應力混凝土簡支梁結構2

2.4 預應力混凝土桁架墩柱結構的應用

圖13是筆者在車上拍攝的一座桁架式城市橋梁的橋墩，其桁架墩柱與上部主梁和下部基礎為固結，因而這座橋梁為剛架結構。圖14是另一座城市橋梁的Y型墩柱。這兩座橋梁盡管結構型式不同，但在滿足各自結構受力體系的前提下，其墩柱的設計理念和思路反映了以色列人的創新精神。特別是桁架式橋墩和Y型墩柱需進行復雜的結構空間計算，并在橋墩的構造上配置充分的防裂鋼筋，需要豐富的工程設計經驗。從這一點上可使我們感受其嚴謹的設計和施工規程。

圖13 采用預應力混凝土桁架墩柱橋梁

圖14 采用預應力混凝土Y形墩柱橋梁

2.5 預應力混凝土獨柱支承的應用

圖15是特拉維夫市的一座采用預應力混凝土獨柱墩的橋梁。其上部結構為等截面預應力連續梁，下部為圓形墩柱。其主要的特點是采用獨柱支承橋梁，結構簡潔，受力明確，滿足快速施工需求。這類橋梁的設計考慮了獨柱支承橋梁的特殊受力特點，避免在扭矩的作用下出現支座脫空和主梁橫移現象，保證橋梁的安全性和耐久性。這也反映了以色列在城市橋梁墩柱設計上的多樣性。

圖15 采用預應力混凝土獨柱墩的橋梁

2.6 預應力混凝土T型墩柱的應用

圖16是特拉維夫市采用預應力混凝土T型墩的一座橋梁。其上部結構為等截面預應力連續梁，下部為圓柱墩柱加T型蓋梁。其主要的特點是結構簡潔，受力明確，滿足快速施工需求，同時也反映了以色列在城市橋梁墩柱設計上的實用、簡潔和多樣性。

圖16 采用預應力混凝土T型墩的橋梁

2.7 城市橋梁邊支點及端部的巧妙處理

圖17 城市橋梁支點和端部的處理照片1

圖17和圖18是特拉維夫市兩座城市橋梁邊支點和端部的處理方法。這兩座橋梁的主梁是直接放置在橋臺上，在橋臺的側墻上并未設置防震雉墻，主要是考慮上部結構整體板的防側移功能較好。這兩座橋梁在邊支點及端部的處理上比較巧妙，且簡潔大方。圖17在橋端部設計了人行梯道，圖18在橋臺的前墻還設置了裝飾性的圖案。從這些細節可看出以色列建橋的理念和工作態度。

圖18 城市橋梁支點和端部的處理照片2

3 相關啟示

以色列建國時間不長，且國土也不大，但從其城市橋梁建設成就來看，映射著先進的工業化發展水平。

他們善于采用合理和富有想象力的結構受力體系，展現優美的橋型；在大跨徑橋梁設計理念上，既汲取世界建橋的成功經驗，又不盲目追求跨徑上的記錄突破，而是更注重考慮橋梁對自然環境的影響，滿足環保的要求；在橋下的墩柱設計上，采用獨柱墩柱、T型墩柱、Y型墩柱、薄壁墩和矩形墩等，形式多樣，而且采用工廠預制和現場拼裝相結合；在城市人行天橋的設計上，簡潔、新穎，獨具特色的外型與實用的功能需求相結合，為橋梁結構和景觀設計的結合提供了很好的案例。他們對現代預應力新技術的應用十分嫻熟，預應力混凝土變截面結構的應用、預應力混凝土簡支梁結構的應用、預應力最新錨固體系成功的應用等，結構安全、體系設計合理，在滿足橋梁結構的安全性、耐久性和經濟性上走在了世界前列。

4 結語

本文通過對以色列城市橋梁建造的簡要回顧和典型城市橋梁的重點介紹，力求使大家全面了解以色列城市橋梁建設的總體水平。城市橋梁作為城市建設的重要載體，蘊含著不同國家、不同民族的審美傳統，是人類文明交流的紐帶。不同國家的橋梁建設者應相互汲取經驗，創造性地從事橋梁設計。我們應汲取人類所創造的一切文明財富，推動我國城市橋梁建設的健康發展，促進祖國現代化建設的進程。