谢尉鸿，张丽仪

（四川西南交大土木工程设计有限公司广州分公司，广东 广州 430050）

0 引 言

随着桥梁设计理论的发展、施工技术的提高，人们对于桥梁设计的要求已不再仅仅满足于安全与适用的基本功能，而是从桥梁美学的角度提出更高的期望。1座桥梁的完成，往往会成为1座城市或者1个地区的标志性建筑。拱桥的设计亦是如此，因拱肋的造型与吊杆的布置具有良好的美学表现力和空间艺术感，许多独特新颖的拱桥在桥梁建设中都得以应用[1]。

本文从设计应用的角度出发，对位于广东省中山市翠亨新区翠城道上的2座新颖景观拱桥从景观设计和结构设计两方面进行阐述。

1 工程概况

中山市翠亨新区位于中山市东部临海区域，是粤港澳大湾区地理几何中心，是南沙、前海、横琴3个国家级新区和广深港澳4大城市2个“同心圆”的圆心位置。翠亨新区北承广州南沙新区，南接珠海横琴新区，东经深中通道承接深圳前海新区，西连火炬开发区，具有广阔的发展前景。

中山市翠亨新区翠城道位于翠亨新区起步区内，南北纵贯马鞍岛及南部规划填海区，是翠亨新区规划“两环九射”城市干道骨架系统的放射线之一，也是起步区规划“2纵4横”主干道的其中1条，承担未来翠亨新区核心区对外围区域的辐射交通联系功能，担负着起步区南北向发展主干轴的承载作用。翠城道全长约8.31 km，按主线双向8车道加辅道双向4车道的城市主干道标准进行建设。区域内水系发达，沟涌纵横交错。为提升城市景观，结合总体规划及河涌整治，本项目在横八涌、横九涌建造2座异型景观拱桥[2]。其中跨越横八涌2号桥采用海鸥拱桥，跨越横九涌3号桥采用菊花拱桥。

2 海鸥拱桥（2号桥）景观设计

中山市翠亨新区邻近滨海，2号桥方案以海洋主题为元素，取飞翔的海鸥姿态为形，勾勒出飞驰飘逸的形态，体现极具力量的结构美（见图1）。拱肋以接近直线的拱轴线型和顿挫的转折勾勒海鸥的骨感，以向下发散的索面勾勒羽毛，展现海鸥展翅飞翔的姿态。色彩装饰上以海鸥羽毛本色“燕翅白”为基色凸显结构轻盈灵动、振翅高飞的动态感。整个方案以“乘风破浪、展翅高飞”为主题，体现中山市在改革开放的潮流中敢立潮头，不畏风浪的城市精神。

图1 海鸥拱桥透视图

2号桥方案夜景拱肋采用LED洗墙灯洗亮，突出桥拱的优美曲线，用投光灯将拉索照亮，同时照亮拱的底部，呈现星空翱翔的设计意境（见图 2）。

图2 海鸥拱桥夜景图

3 菊花拱桥（3号桥）景观设计

中山市市花为菊花，早在清朝嘉庆甲戌年（1814年），中山市小榄镇就举办了首届赏菊大会，从此每逢甲戌年举办1次，称为“甲戌菊花大会”。2006年，甲戌菊花会经国务院批准列入第1批国家级非物质文化遗产名录。

本方案以“菊”为立意，取其花瓣造型，将其形态延展，以示其“隽秀多姿，傲霜斗寒”的精神。方案形态以菊花修长的花瓣进行构思，分肢在拱的中间进行合拢，宛如绽放的花朵（见图3）。拱的线型向上收拢后曲线展开，至拱脚处微弯上翘，将花瓣自然舒展的形态表达无遗。色彩装饰上采用白菊纯白色，取其“高尚、脱俗”的高贵情操。

图3 菊花拱桥透视图

3号桥方案夜景以暖色调为主，采用LED灯勾勒出花瓣造型，用较高亮度光凸出花瓣根部，同时照亮拉索及主梁侧面，呈现火树银花的设计意境（见图 4）。

图4 菊花拱桥夜景图

4 海鸥拱桥（2号桥）结构设计

4.1 主桥总体设计

海鸥拱桥（2号桥）主桥全长136 m，跨度布置68 m+68 m，采用拱梁固结体系。海鸥拱桥主桥桥型立面布置见图5。海鸥拱桥主桥按双向10车道进行设计，桥面全宽55.2 m。

图5 海鸥拱桥主桥桥型立面布置（单位：m）

4.2 拱肋设计

设计针对如何利用拱肋凸显海鸥翅膀形态进行了景观设计，经综合分析比选，体现形态的关键在于拱轴线及拱肋断面的拟定。理论拱肋轴线采用空间曲线，单侧拱轴线由7段线型组成，为4段空间直线接3段空间圆曲线，在起拱点、拱肋最高点、拱脚等控制截面通过截面旋转实现拱肋的空间扭转，以凸显海鸥振动双翅的力量与美感。

拱肋为四边形截面，在理论拱轴线的控制点根据受力特点以及勾勒拱肋形态的需要，采用不同高度的断面实现立面造型的感官变化。起拱点拱肋截面名义高度为2.8 m，在第1段直线拱轴线的末端截面高度变化为1.2 m；在理论拱轴线的最高点，为吊杆锚固的密集区域，受力较大，拱肋断面加高至1.8 m；在拱、梁、墩结合段处，受力复杂，拱肋断面名义高度取2.2 m。拱肋材质采用Q345qD钢板，结构板厚40 mm。拱肋沿着拱轴线方向原则上按照每1～2 m设1道横隔板，吊杆截面的横隔板采用铅垂吊杆面内布置，板厚20 mm。非吊杆截面的横隔板垂直拱轴线布置，板厚14 mm[3]。海鸥拱桥拱肋断面见图6。

图6 海鸥拱桥拱肋断面（单位：mm）

4.3 吊杆设计

吊杆呈扇形布置，单侧每边拱肋共设置14根吊杆，全桥共设28根PES（FD）7-37规格吊杆。吊杆在主梁上布置间距为4 m、6 m、8 m，在拱肋上布置间距约为1 m。吊杆与主梁、拱肋锚固连接采用拉板体系，张拉端设置在主梁侧。

4.4 钢箱梁设计

箱梁采用正交异性板流线型扁平钢箱梁[4]，为整体全封闭单箱断面。钢箱梁全宽55.2 m，标准段梁高3 m，顶、底板厚16 mm，在端横梁区域及拱、梁、墩结合段区域适当加厚。腹板采用直腹板，腹板厚20 mm。标准节段吊点横隔板厚16 mm，非吊点横隔板厚12 mm，横隔布置间距2 m。海鸥拱桥主梁标准断面见图7。

图7 海鸥拱桥主梁标准断面（单位：cm）

4.5 拱、梁、墩结合段设计

拱、梁、墩结合段的设计为本桥的难点及重点。海鸥拱桥的造型亮点是展翅振飞的海鸥，结合段形似海鸥头部，对整体造型起点睛之笔。为实现该设计意图，拱、梁、墩结合段采用三维多段线接反弯圆弧为边线，形成三维空间外凸曲面。

在结构设计上，此结合段也是海鸥拱桥体系中可靠性保证的关键。钢箱梁在结合部设置强劲中横梁，横桥向宽度由标准段55.2 m加宽至59.1 m，梁高由标准段3 m加高至4.5 m。钢箱拱的底板与钢箱梁的顶板进行可靠焊接，钢箱梁底预埋槽钢与主墩可靠连接。同时，为增加安全储备，确保结合段可靠传力，采取了以下构造措施：（1）承台底部预埋3排预应力钢绞线，并穿过主墩及结合段在钢箱拱顶面进行张拉锚固，确保三者联为整体；（2）伸入结合段的钢箱梁周边焊接抗剪栓钉，以加强混凝土与钢箱梁之间的连接；（3）在拱、梁、墩结合位置的下拱肋、横梁内灌注C50微膨胀混凝土，以增加结构整体刚度[5]。

拱、梁、墩结合段三维图见图8。

5 菊花拱桥（3号桥）结构设计

5.1 总体设计

菊花拱桥（3号桥）主桥全长197 m，跨度布置98.5 m+98.5 m，采用拱梁固结体系。菊花拱桥桥型立面布置见图9。菊花拱桥主桥按双向10车道进行设计，桥面全宽59.5 m。

图8 梁、拱、墩结合段三维图

图9 菊花拱桥桥型立面布置（单位：m）

5.2 拱肋设计

拱肋采用对称四肢宝石状拱肋。单肢理论拱轴线由椭圆曲线和2段圆曲线共3段曲线组成，绕主梁对称中线轴旋转19°，分4个方位布置。

拱肋采用箱形宝石状截面，拱肋材质采用Q345qD钢板，拱肋尺寸由4.6 m×4.2 m变化到3.4 m×2.2 m，结构板厚32～50 mm。拱肋沿拱轴线方向原则上按照每2 m设1道横隔板，吊杆截面的横隔板采用铅垂吊杆面内布置，板厚20 mm。非吊杆截面的横隔板垂直拱轴线布置，板厚14 mm[6]。菊花拱桥拱肋断面见图10。

图10 菊花拱桥拱肋断面（单位：mm）

5.3 吊杆设计

吊杆呈扇形布置，单肢拱肋设置12根吊杆，全桥共设48根PES（FD）7-55规格吊杆。吊杆在主梁上布置间距为6 m，在拱肋上布置间距为4 m。

5.4 钢箱梁设计

箱梁采用正交异性板流线型扁平钢箱梁，为整体全封闭单箱断面。钢箱梁全宽59.5 m，标准段梁高3.05 m，顶、底板厚16 mm，腹板采用直腹板，腹板厚20 mm。标准节段吊点横隔板厚16 mm，非吊点横隔板厚12 mm，横隔布置间距2 m。菊花拱桥主梁标准断面见图11。

图11 菊花拱桥主梁标准断面（单位：mm）

桥头两端各设置1道端横梁，拱肋四肢合拢处设置1道强劲中横梁，与主墩固结，拱、梁、墩结合段构造措施与海鸥拱桥类似。

6 结 语

中山市翠亨新区翠城道上2座大桥的设计定位为景观桥梁，其中2号桥采用海鸥拱桥方案，3号桥采用菊花拱桥方案。两方案构思新颖，造型独特，建成后能成为中山市翠亨新区的地标建筑。2座景观拱桥在设计过程中积极探索，特别是拱肋造型设计及拱、梁、墩结合段构造设计可为以后同类型桥梁建设提供参考。目前，翠城道项目的各分项工程正在进行紧张的施工建设。