鐘洪江,曹悅志,王龍濤
(1.濰坊市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司,山東 濰坊 261005;2.濰坊立信工程項(xiàng)目管理有限公司,山東 濰坊 262100;3.山東華天工程咨詢管理有限公司,山東 濰坊 261005)
東風(fēng)街白浪河橋是濰坊市區(qū)的地標(biāo)建筑,歷史悠久。隨著城市發(fā)展需要,橋梁已經(jīng)過(guò)多次改造,拆除前為亞星橋,是濰坊市區(qū)最具特色的景觀橋梁之一。原橋梁中幅為鋼筋混凝土雙曲拱橋,建設(shè)于20 世紀(jì)70 年代;兩側(cè)加寬橋?yàn)閯偧芄皹?,建設(shè)于20 世紀(jì)90 年代。原橋梁總寬度為43m,其中主路面為36m,兩側(cè)人行道各為3.5m。橋梁西側(cè)緊挨路口,現(xiàn)狀轉(zhuǎn)彎半徑較小,容易在早晚高峰時(shí)段造成擁堵。由于橋梁建成年代較早,現(xiàn)已無(wú)法滿足城市橋梁新荷載的要求,經(jīng)檢測(cè),主橋的拱頂受力已超過(guò)規(guī)范限值,無(wú)法滿足正常通行需要,因此需要對(duì)該地標(biāo)性橋梁進(jìn)行拆除新建。該橋梁處于城市核心商圈,跨越城市的母親河——白浪河,且連接兩區(qū)的重要主干道,因此橋梁對(duì)交通、景觀、亮化等要求較高。為此,橋梁設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮橋位處的交通功能、防洪、商業(yè)、歷史、人文等綜合因素。
進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)需遵從“環(huán)境協(xié)調(diào)-因地制宜-歷史文化-結(jié)構(gòu)表達(dá)-多元表達(dá)”的設(shè)計(jì)原則,按照守正與創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念。利用現(xiàn)代橋梁技術(shù)、現(xiàn)代理念展現(xiàn)地域性、文化性、獨(dú)有性等精神內(nèi)涵。通過(guò)橋與環(huán)境的互動(dòng),打造有機(jī)、完整的景觀,構(gòu)建橋梁、環(huán)境、人的連接渠道,形成情感與視覺(jué)的雙重體驗(yàn),建立立體、有情調(diào)的建筑印象;通過(guò)新工藝、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,使橋梁結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)藝術(shù)與力學(xué)邏輯的平衡。
城市景觀的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)需結(jié)合美學(xué)與地域協(xié)調(diào)性,是未來(lái)城市橋梁美學(xué)的發(fā)展方向[1]。橋梁結(jié)構(gòu)作為公共建筑物,設(shè)計(jì)中要以“人”為本,以“橋”為媒,將橋梁打造成有趣味、有吸引力的公共設(shè)施。設(shè)計(jì)時(shí)要從地域標(biāo)志性特征及文化要求出發(fā),適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)性。另外,橋梁結(jié)構(gòu)的建設(shè)便利性及工期要求也需要納入考慮范圍,提高景觀橋梁設(shè)計(jì)的可實(shí)施性及藝術(shù)性。
該橋梁總體方案設(shè)計(jì)時(shí)考慮結(jié)構(gòu)使用年限為100年,洪水頻率為100 年,汽車荷載按城-A 級(jí),抗震設(shè)防烈度為8 度,并在橋下預(yù)留通行游船空間。橋梁在傳承歷史記憶的同時(shí)也要體現(xiàn)時(shí)代新容顏,因此經(jīng)多次方案比選后確定主橋采用拱形結(jié)構(gòu)。主橋橋梁采用28m+46m+28m 鋼筋混凝土梁拱組合橋,橋?qū)?3.6m,分兩幅。其中,中跨主跨的拱軸線矢高為5.8m,邊跨拱軸線矢高為5.447m,主跨及邊跨的拱軸線均采用拋物線[2]。橋梁設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示。
圖1 橋梁總體布置圖
首先,該橋梁正處繁華路段,且位于相交路口位置,因此在功能上對(duì)原橋進(jìn)行加寬,由43m 拓寬至53.6m,同時(shí)加大相交路口的轉(zhuǎn)彎半徑,加寬相交道路順接段,并增加一個(gè)右轉(zhuǎn)專用車道,以優(yōu)化路口的交通問(wèn)題。
其次,主拱圈采用承載能力更強(qiáng)的箱型截面,不僅能夠解決原承載力不足的問(wèn)題,還能滿足長(zhǎng)期耐久性的要求。
再次,需賦予該橋梁新的文化內(nèi)涵,引領(lǐng)濰坊新記憶,打造濰坊新時(shí)尚。
最后,采用先進(jìn)的施工技術(shù),打造科技含量較高的智慧橋梁。在實(shí)現(xiàn)多重功能的同時(shí),兼容藝術(shù)性,體現(xiàn)景觀橋特點(diǎn)。
景觀設(shè)計(jì)是城市景觀橋梁設(shè)計(jì)的核心。橋梁設(shè)計(jì)思路需協(xié)調(diào)橋梁與城市功能、結(jié)構(gòu)與空間環(huán)境以及建筑與人文含義之間的關(guān)系。東風(fēng)橋西側(cè)為原老濰縣城東城門朝陽(yáng)門口(現(xiàn)和平路),東側(cè)為東關(guān)塢西門慶成門,中間為白浪河景觀帶。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮該處的交通功能、周邊景觀效果、歷史淵源,遵從多維功能的體驗(yàn)廣度、融合周邊景致尺度、富有內(nèi)涵的風(fēng)度原則。
為傳承原橋梁下部的拱形記憶,新方案設(shè)計(jì)時(shí)充分比選,仍然選擇拱形結(jié)構(gòu),但在傳統(tǒng)拱橋的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新突破。橋梁兩側(cè)保留河道南北的連接,設(shè)置下穿人行景觀道,兩個(gè)邊跨的拱形采用半拱形式,以保證人行景觀道的凈空。通過(guò)內(nèi)部設(shè)置預(yù)應(yīng)力拉索抵消兩側(cè)拱圈的水平推力,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、空間優(yōu)美的效果。為保證橋墩位置的簡(jiǎn)潔效果,采用立墻形式,簡(jiǎn)潔、尺寸小,邊跨拱頂與中跨拱頂采用掛梁連接,可有效減少溫度變化對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響。
橋梁主體結(jié)構(gòu)為梁拱組合結(jié)構(gòu),橋面以上無(wú)主要受力構(gòu)件,為實(shí)現(xiàn)上部景觀效果,在橋墩位置設(shè)置四個(gè)景觀橋塔,塔頂設(shè)置景觀球,橋塔與橋面采用主纜連接,主纜單側(cè)通過(guò)吊桿與橋面連接,實(shí)現(xiàn)“懸索橋”的造型,增強(qiáng)橋梁景觀性。另外,景觀橋塔內(nèi)部設(shè)置游覽空間,可供行人進(jìn)出。橋頭位置通過(guò)壓縮欄桿長(zhǎng)度、擋墻外懸等措施,加大橋頭廣場(chǎng)的空間。橋頭設(shè)置下行坡道,實(shí)現(xiàn)橋面人行道與下穿通道的直接聯(lián)系。欄桿的欄板采用地區(qū)文化符號(hào),橋頭設(shè)置濰坊獨(dú)有的文化雕塑及碑刻,既體現(xiàn)景觀效果又賦予其文化含義[3]。
橋梁整體色彩采用現(xiàn)代風(fēng)格,橋面欄桿采用石材芝麻灰花崗巖欄桿,下穿人行道及擋墻順接位置欄桿采用金屬材料,景觀橋塔采用芝麻灰花崗巖板干掛裝飾,懸索主纜、吊桿等采用白色,人行道鋪裝整體采用芝麻白及芝麻灰花崗巖板間隔圖案,人行道鋪裝在局部位置采用自發(fā)光的熒光“高科技”,橋梁整體效果現(xiàn)代、鮮亮,如圖2 所示。
圖2 橋梁建成效果圖
橋梁周邊主要為泰華城、摩爾國(guó)際、和平廣場(chǎng)等繁華商業(yè)體,在河道與商業(yè)體的相接位置采用順接方式,如商業(yè)廣場(chǎng)周邊、和平路臨水一側(cè)采用玻璃欄桿增強(qiáng)其親水性。
橋梁主體結(jié)構(gòu)為梁拱組合,整體為懸索造型。主要構(gòu)件為下部樁基、承臺(tái)、橋墩、立墻、主拱圈、掛梁、景觀橋塔、裝飾主纜、裝飾吊桿、欄桿等,橋面鋪裝采用瀝青路面。
橋位處地質(zhì)主要以粉土、黏土、中粗砂為主,因此橋梁下部采用樁基+承臺(tái)形式,樁基為摩擦樁,其中橋臺(tái)采用2m 寬立墻,橋臺(tái)樁基為雙排樁,樁基直徑為1.2m,承臺(tái)縱橋向尺寸為5.4m;橋墩為2.5m 寬實(shí)心矩形墩,橋墩承臺(tái)為雙排樁,樁基直徑為1.5m,承臺(tái)縱橋向尺寸為6.5m。主拱圈為箱拱,厚1.2m,底面為水平,頂面按橋面坡度1.5%,頂部拱圈厚度由0.953m變化為1.35m;掛梁長(zhǎng)度為21.6m,梁高由0.903m 變化為1.3m,為兩跨連續(xù)梁;掛梁中墩(立墻)厚度為0.6m;景觀橋塔需盡可能保證寬敞性,又要同時(shí)滿足防洪阻水比,橋塔通過(guò)上下斷面的變化分下塔、中塔、上塔。下塔及中塔斷面為3.2m×3.2m,上塔斷面為2.7m×2.7m,橋塔高于橋面19.6m,其中頂部景觀球?yàn)殓U空設(shè)計(jì),直徑為2.2m;懸索主纜采用15-19 成品鋼絞線外包HDPE 護(hù)套,主纜外部尺寸為16cm,吊桿采用GJ15-5 型整體擠壓式拉索,外徑為7cm;欄桿采用耐久、厚重的花崗巖欄桿,欄桿大立柱尺寸為50cm×50cm,小立柱尺寸為12cm×15cm,雕刻欄板厚度為25cm,大立柱高度為1.59m,小立柱位置扶手頂面距離人行道高度為1.3m。
橋梁構(gòu)件設(shè)計(jì)需考慮合理性及整體協(xié)調(diào)性,局部構(gòu)件不僅要符合受力要求,還要注重其與整體橋梁的協(xié)調(diào)美觀性。
東風(fēng)橋歷史底蘊(yùn)深厚,橋梁名字為東風(fēng)橋,“忙趁東風(fēng)放紙鳶”,體現(xiàn)風(fēng)箏之都的特點(diǎn),同時(shí)東風(fēng)也象征城市騰飛的力量。
橋梁的景觀橋塔底部為方形斷面,頂部為景觀球,體現(xiàn)中國(guó)傳統(tǒng)哲學(xué)思想“天圓地方”。橋梁采用三孔橋,傳承原本橋梁的三孔特點(diǎn),源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。橋梁欄桿采用竹子圖案,創(chuàng)作源于濰坊歷史名人鄭板橋的竹畫(huà),竹子有高雅、剛毅、堅(jiān)韌的品質(zhì)。欄桿設(shè)計(jì)中采用篆刻元素,體現(xiàn)濰坊的“金石文化”。橋頭采用地域特點(diǎn)的大象雕塑,雕塑名字分別為安定、迎恩、朝陽(yáng)、望海,融合老濰縣四座城門名字,既體現(xiàn)新文化特點(diǎn)又傳承老經(jīng)典記憶;大象雕塑尺寸為長(zhǎng)2.8m×高2.4m×寬1.3m,底座高40cm,圖案采用濰坊經(jīng)典風(fēng)箏標(biāo)志及古典水波紋圖案,風(fēng)標(biāo)以上為雄鷹翅膀,祥云環(huán)繞,象征城市展翅高飛;風(fēng)標(biāo)以下是山水標(biāo)志,象征濰坊宜居宜業(yè),環(huán)境優(yōu)美。
建筑夜景也是城市夜景重要組成部分,因此景觀橋梁的設(shè)計(jì)不僅要考慮橋梁造型,還要充分考慮夜景效果。東風(fēng)橋在亮化設(shè)計(jì)上以“功能和安全、紐帶和橋梁、趣味和互動(dòng)、景觀和觀景”為設(shè)計(jì)原則,保障橋梁基礎(chǔ)功能照明的同時(shí)確保交通安全,將橋梁作為交通功能物也作為河道兩岸夜景聯(lián)系的紐帶,采用互動(dòng)投影等形式增加橋梁的互動(dòng)性、趣味性。橋梁設(shè)計(jì)主題為“東風(fēng)夜放、花樹(shù)星橋”,出自辛棄疾經(jīng)典名句“東風(fēng)夜放花千樹(shù)。更吹落,星如雨?!逼渲袞|風(fēng)二字與橋梁名字契合。
亮化設(shè)計(jì)的技術(shù)手段主要是通對(duì)不同構(gòu)件、不同空間位置采用不同亮化燈具的方式實(shí)現(xiàn)。橋塔頂部的球體采用動(dòng)態(tài)點(diǎn)光源,勾勒球體輪廓,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)燈光變化;在頂部設(shè)置七彩搖曳光束燈;在橋塔裝飾輪廓設(shè)置洗墻燈,映照橋塔造型及裝飾圖案,內(nèi)部設(shè)置水紋燈及圖案燈;沿主纜、吊桿外側(cè)設(shè)置動(dòng)態(tài)點(diǎn)光源,描繪出拉索、吊桿線型;在欄桿外側(cè)采用洗墻燈自下往上照亮,同時(shí)在外側(cè)設(shè)置光束燈;橋頭文化雕塑四周設(shè)置埋地?zé)?;拱圈采用?dòng)態(tài)點(diǎn)光源勾勒輪廓;內(nèi)部空間采用投光燈照亮;下穿通道設(shè)置互動(dòng)投影,增強(qiáng)互動(dòng)性;拱圈底面設(shè)置水紋燈。
另外,橋梁的亮化不僅要考慮技術(shù)特點(diǎn),還需考慮橋梁與周邊建筑的聯(lián)系性,未來(lái)可通過(guò)控制系統(tǒng)的升級(jí),實(shí)現(xiàn)橋梁與周邊建筑物的聯(lián)動(dòng)。
景觀橋梁的亮化設(shè)計(jì)還需要因地制宜,東風(fēng)橋位于商圈繁華的地段,因此在亮化設(shè)計(jì)上需加入?yún)⑴c度高、絢麗性強(qiáng)、聯(lián)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。
不同城市發(fā)展的特點(diǎn)不同,千篇一律的橋型已無(wú)法滿足地域景觀要求。景觀橋作為代表地域特性的建筑,設(shè)計(jì)中需因地制宜,反映當(dāng)?shù)匚幕俺鞘刑攸c(diǎn)。綜合考慮結(jié)構(gòu)受力、防洪、交通、文化、政治等要素,深度挖掘地域特色,滿足市民精神需求,同時(shí)適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的需要。景觀橋橋梁的橋型創(chuàng)新、文化塑造、環(huán)境融合需要從個(gè)體工程的周邊限制出發(fā),突破重點(diǎn)難點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)工程的成功。