绍兴市迪荡湖环湖桥梁总体设计

胡继铭，陈 亮，王志君

（绍兴市城市建筑设计院有限公司，浙江绍兴 312000）

1 工程概况

绍兴位于杭州湾经济圈南部边缘，交织在沪杭甬三角区强大的经济网络之中。绍兴区域由越城组团、柯桥组团、袍江组团组成，其中越城组团为绍兴的政治、经济、文化中心，历史文化名城。迪荡新城位于越城区东北角，已逐步建设成为绍兴的新兴商务商贸中心，成为绍兴目前的新名片之一。迪荡湖就坐落在新城北侧，是绍兴市城区六大湖区之一。

规划通过对周边区域的分析，对迪荡湖的城市功能进行定位，提出了把越城片区YC-03单元（迪荡湖区块）建设成为现代化的城市公园作为规划目标。详细规划对迪荡湖区域的总体布局结构可以概括为“一核一带、二环五区”。“一核”：迪荡湖公园中心湖面的“蝶彩飞扬”大型喷泉组景；“一带”：环公园主要水面规划布置环湖景观带；“两环”：围绕公园大小两个湖面分别构筑一条具有公共性和开放性的环形主干道路；“五区”：5个功能区（风尚居住区、度假休闲区、文化体验区、激情游乐区和健康漫步区）。图1为迪荡湖区域规划鸟瞰图。

图1 迪荡湖区域规划鸟瞰图

2 主要设计技术标准

（1）道路等级：城市支路；

（2）设计荷载：城－B级，人群荷载按照《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 77—1998）的第4.1.9条之规定取用；

（3）河道规划：规划常水位3.90 m，规划河底标高1.50 m；

（4）通航等级：九级航道，通航孔梁底标高不小于7.13 m；

（5）桥面宽度：根据路面宽度1.5 m（人行道）+4.5 m（机非混行车道）+4.5 m（机非混行车道）+1.5 m（人行道）=1.2 m及桥型而定；

（6）设计洪水频率：1/100。

3 设计目标及要求

（1）通过深入理解迪荡湖区块控制性详细规划，参考各规划建筑的高度，使每座桥梁在使用功能上安全可靠，经济合理，满足其通航及泄洪要求。

（2）要使每座桥梁根据不同的景观要求分别设计，将桥梁设计成为局部区域的标识性建筑，做到一桥一景，符合城市公园景观要求。

（3）将绍兴的人文精神与环境结合起来，在桥梁结构形式上力求新颖，融于自然，体现出绍兴作为正在崛起的新兴城市的风貌以及历史文化名城的文化内涵。

（4）要求桥梁造型上有创意，技术上有创新，总体布置有亮点，让人们能耳目一新。

4 桥梁设计方案

4.1 环湖1号桥

环湖1号桥位于整个区块北部，为外湾与东北侧东湖镇水系联系的通道。

该方案采用钢结构拱梁组合体系拱桥，空间四索面吊杆，下承式的系杆拱桥，边跨钢箱梁与中跨拱梁结构刚性连接，形成三跨连续结构，跨径布置为20 m+75 m+20 m=115 m，桥梁全长120.2 m。主跨两根拱肋平面向外侧倾斜，两条拱肋对称布置；桥面宽度14.8～31 m，机非混行车道宽为9 m，主跨桥面中间5 m镂空。人行道由桥头位置宽2.5 m按曲线渐变到主跨跨中位置宽5.5 m,设置成观景式人行道；主跨人行道外侧设置2 m的吊杆锚固区。两根拱肋为倾斜的钢箱结构，拱平面与水平面夹角均为15°，拱轴线为二次抛物线，拱肋的跨度为75 m，拱矢跨比为1/4，拱圈在竖直平面内的投影高度为18.11 m。拱肋为等截面的矩形，拱肋宽1.2 m，高1.6 m，顶底板厚22 mm，腹板厚20 mm。沿拱轴线方向每隔2 m设置一道横隔板，横隔板厚16 mm，加劲肋均采用一字形钢板，厚16 mm。

主梁采用钢箱梁结构，梁高1.3 m,梁宽为14.8～27 m,按照曲线变化。车行道桥面结构为2×5.5 m宽的正交异性板钢箱梁，顶底板为带U肋的正交异性板,其他部分为带板肋的正交异性板。钢箱梁顶底板厚16 mm，腹板厚16 mm。沿拱轴线方向每隔2.5 m设置一道横隔板，横隔板厚16 mm。

吊杆采用低应力防腐新型成品索体，拉索采用高强镀锌钢丝。吊杆间距为5 m，共设置44根吊杆。吊杆与拱肋、钢箱梁之间通过耳板连接。

桥墩采用三立柱，立柱尺寸1.6 m×1.6 m，桥台采用U型桥台。均采用钻孔灌注桩基础,桥墩采用直径1.2 m钻孔灌注桩，桥台采用1.0 m直径钻孔桩。

方案简评：该桥的结构新颖，外形美观。双拱，这对抛物线结构是由单个矩形钢箱构成，向上倾斜构成张开的形状，两个拱顶间水平距离9.8 m，观光式人行道的圆弧曲线融于桥梁整体美观效果之中，桥梁顺、横向均对称设计，远远望去，犹如一只彩蝶在迪荡湖上翩翩起舞，故又名为“蝴蝶桥”（见图2）。

图2 环湖1号桥效果图

4.2 环湖2、3号桥

环湖2号桥与3号桥位于整个区块南部，与现状梅龙湖和平水东江相联。根据控规内容了解，环湖2号桥及3号桥所处景观带为健康漫步带与风尚景观带，相距较近。为使景观带有机结合，不给人造成视觉上的不舒适感，从大局考虑采用创新思想，将两座桥梁进行统一组合设计，使两座桥既相互呼应又相辅相成（见图3）。

图3 环湖2、3号桥日景透视效果图

（1）环湖2号桥

环湖2号桥为跨径20 m+75 m+45 m的自锚式独塔悬索-斜拉协作体系桥，桥梁全长145.2 m。中跨采用悬索结构，主缆为空间双索面，主缆在主跨梁端通过散索套分7束锚固在辅跨横隔梁上，主塔另一侧采用5根斜拉索平衡主缆拉力，主墩处塔墩梁固结。横断面布置为：2.0 m（锚索区）+1.5 m（人行道）+9.0 m（机非混行车道）+1.5 m（人行道）+2.0 m（锚索区）=16 m。

主梁采用箱型截面混合梁，中跨45 m范围采用钢箱梁，其余部分采用预应力混凝土箱梁。混凝土梁段采用单箱双室变高箱梁，标准段中心处梁高1.8 m，辅墩支点处加高至2.5 m，主墩支点处加高至2.8 m。钢箱梁纵向5 m一节，钢箱梁外形与混凝土梁一致，吊杆锚固于钢箱梁两侧风嘴的横隔板上。主跨预应力混凝土箱梁与钢箱梁结合段为全截面填充混凝土，结合段长1.6 m，在钢箱梁预埋段设置剪力钉，并设置纵向预应力，确保钢箱梁与混凝土梁传力连续。

钢结构拱塔在横桥向为椭圆形拱，在纵桥向椭圆形拱分别向斜拉跨倾斜20°。拱塔从承台顶起算，塔高43.3 m，桥面以上高为35 m，桥面以下高为8.3 m。塔身截面分为2种，塔顶9.5 m范围内为钢箱截面，其余部分拱塔内部灌注混凝土成为钢箱混凝土截面。

主缆由工厂预制的高强镀锌平行钢丝索股（PPWS）组成，主缆的钢丝直径为5.3 mm，抗拉强度不小于1670 MPa，每束股由127根高强钢丝组成规则的正六边形截面，每根主缆共7股。主缆线形的选取是悬索桥总体设计的重要考虑因素，主跨主缆的矢跨比为1∶6，主缆索股锚头采用套筒式热铸锚，在铸钢制成的锚杯内，浇铸锌铜合金填料。

斜拉索采用双层HDPE防护的低应力防腐拉索，由55根直径7 mm的平行钢丝组成，每侧每锚固点布置2根。斜拉索在塔上设置钢锚箱与主塔侧壁相连接，另一侧锚于边跨混凝土主梁上。斜拉索在混凝土梁上张拉，主梁上索距5 m。

全桥共设置16对柔性吊杆，吊索采用高强镀锌钢丝平行集束为索体，吊索索体为43ф5.1的镀锌高强钢丝，所有吊索的上端与索夹连接采用铰销接头。铰销均配有DU复核衬套，以保证铰销接头的灵活性和耐挤压性能。下接头采用锚固锚头直接锚固在主梁的锚箱上，且设置球面锚垫板，以便于适应吊索的变形。

拱塔基础承台为哑铃形承台，全长27.7 m，宽17.1 m，厚3.5 m，系梁宽5 m。采用群桩基础，承台下设置30根φ150 cm的钻孔灌注桩；辅助墩采用花瓶状柱式墩，φ150 cm的钻孔桩基础；桥台采用重力式U型桥台，φ100 cm的钻孔灌注桩，台后设置搭板。

（2）环湖3号桥

环湖3号桥方案一为跨径15 m+48 m+25 m的自锚式独塔悬索-斜拉协作体系桥，桥梁全长93.2 m。中跨采用悬索结构，主缆为空间双索面，主缆在主跨梁端通过散索套分7束锚固在辅跨横隔梁上，主塔另一侧采用4根斜拉索平衡主缆拉力，主墩处塔墩梁固结。横断面布置为：2.0 m（锚索区）+1.5 m（人行道）+9.0 m（机非混行车道）+1.5 m（人行道）+2.0 m（锚索区）=16 m。

主梁采用箱型截面混合梁，中跨28 m范围采用钢箱梁，其余部分采用预应力混凝土箱梁。混凝土梁段采用单箱双室变高箱梁，标准段中心处梁高1.2 m，辅墩支点处加高至1.6 m，主墩支点处加高至2.0 m。钢箱梁纵向3.5 m一节，钢箱梁外形与混凝土梁一致，吊杆锚固于钢箱梁两侧风嘴的横隔板上。主跨预应力混凝土箱梁与钢箱梁结合段为全截面填充混凝土，结合段长1.6 m，在钢箱梁预埋段设置剪力钉，并设置纵向预应力，确保钢箱梁与混凝土梁传力连续。

钢结构拱塔在横桥向为椭圆形拱，在纵桥向椭圆形拱分别向斜拉跨倾斜20°。拱塔从承台顶起算，塔高27.47 m，桥面以上高为20.07 m，桥面以下高为7.4 m。塔身截面分为2种，塔顶9.5 m范围内为钢箱截面，其余部分拱塔内部灌注混凝土成为钢箱混凝土截面。

主缆由工厂预制的高强镀锌平行钢丝索股（PPWS）组成，主缆的钢丝直径为5.3 mm，抗拉强度不小于1670 MPa，每束股由73根高强钢丝组成规则的正六边形截面，每根主缆共7股。主缆线形的选取是悬索桥总体设计的重要考虑因素，主跨主缆的矢跨比为1∶6，主缆索股锚头采用套筒式热铸锚，在铸钢制成的锚杯内，浇铸锌铜合金填料。

斜拉索采用双层HDPE防护的低应力防腐拉索，由55根直径5 mm的平行钢丝组成，每侧每锚固点布置2根。斜拉索在塔上设置钢锚箱与主塔侧壁相连接，另一侧锚于边跨混凝土主梁上。斜拉索在混凝土梁上张拉，主梁上索距3.5 m。

全桥共设置10对柔性吊杆，吊索采用高强镀锌钢丝平行集束为索体，吊索索体为43ф5.1的镀锌高强钢丝，所有吊索的上端与索夹连接采用铰销接头。铰销均配有DU复核衬套，以保证铰销接头的灵活性和耐挤压性能。下接头采用锚固锚头直接锚固在主梁的锚箱上，且设置球面锚垫板，以便于适应吊索的变形。

拱塔基础承台为哑铃形承台，全长26.1 m，宽11.8 m，厚3 m，系梁宽5 m。采用群桩基础，承台下设置24根φ120 cm的钻孔灌注桩；辅助墩采用花瓶状柱式墩，φ120 cm的钻孔桩基础；桥台采用重力式U型桥台，φ100 cm的钻孔灌注桩，台后设置搭板。

方案简评：纤细的主缆、拉索高挂塔顶，悬垂于蓝天白云之间，阳光下如金龙行空，翩翩起舞，描绘出温柔精巧，流畅活泼的主旋律；夜幕下，点点灯饰勾绘出在星空流动的彩练，这正是极富有心理感召力的曲线奏出的无声交响曲，令观者陶醉，心旷神怡，浮想联翩。

环湖2号、3号桥组成非对称体系的桥梁，左右一大一小，索塔倾斜，造型新颖，符合当今追求个性解放、突出创新变革的社会潮流。两座桥梁在不平衡中求得力的均衡，在不稳定中求得功能的稳定，在静态中蕴含动态形象，不是雕塑胜似雕塑，显示出人类社会发展的特点，也是设计者的独具匠心（见图4）。

图4 环湖2、3号桥夜景鸟瞰图

4.3 环湖4号桥

环湖4号桥位于城市公园两湖交界处。该方案桥型跨径布置为（13+3×40+13）m，全桥长150.8 m。其中，主桥采用三跨斜跨拱（拱斜长约42.0 mm），两侧引桥均采用单跨13 m钢筋混凝土箱梁（见图5）。

图5 环湖4号桥日景鸟瞰效果图

主桥拱肋为三连续下承式斜跨拱，斜挎拱拱轴线为二次抛物线，拱计算跨径约42.0 m（顺桥向投影长度为37.0 m，横桥向投影长度为20.0 m），拱高18.7 m，矢跨比为1/2.25。拱肋截面形式为矩形，结构采用变高度钢箱梁的结构形式，拱冠处截面1.5 m×0.9 m，拱脚处截面为1.5 m×1.2 m，另拱脚处拱肋外包15 cm厚的混凝土，以满足钢结构防腐要求。

主桥上部结构采用等截面钢筋混凝土连续梁的结构形式，梁高1.25 m，箱梁单侧挑臂为1.0 m；箱梁与吊杆结合处吊杆横梁的截面尺寸为1.25 m×1.0 m，长度为15 m，单侧悬挑长度为1.25 m。

主梁下部桥台为重力式结构，桥墩采用拱梁结合的结构形式，与上部拱肋造型相映相承，下部基础均采用钻孔灌注桩基础。

方案简评：该桥型方案整体风格简洁、典雅，斜跨拱的拱肋线型流畅、富有变化，整体造型更像是一个横向承载的弯曲建筑，而并非传统的拱形桥。这种变化及桥整体上的不对称，形成了一个生机盎然的结构，不论是远观或穿行，都会被其自身变化的形式所吸引。

单片斜挎拱设置6对空间吊杆，吊杆的不对称布置成扇形展开，桥面的每一边连接到不同的半拱处，将桥面上的空间封闭起来，凸显了该方案的特殊造型。站在桥头看，拱肋恰似一古朴素雅的琴，错落交织的吊杆就像在跃然琴上的弦，音乐韵律油然而生（见图6）。

图6 环湖4号桥黄昏景透视效果图

4.4 环湖5号桥

环湖5号桥位于区块东南侧，向东与平水江相连。区块内多为自然景观带，成为公园的天然氧吧。该方案为三跨上承式钢管桁架桥，跨径布置为26 m+36 m+26 m=88 m，桥梁全长93.2 m，桥面宽度为1.5 m（人行道）+9 m（机非混合车道）+1.5 m（人行道）＝12m。

上部结构为三跨等截面桁架梁，梁高为2.25 m，由上下弦杆、腹杆、横向系杆、桥面系组成。整个截面由3根上弦杆、4根上弦杆组成主桁，上下弦杆均为钢管混凝土结构，上弦杆外径30 cm，管壁12 mm，埋置于桥面板中；下弦杆外径45 cm，管壁16 mm。等截面无缝钢管腹杆、横向连系杆间距均为2.25 m，与上下弦杆焊接成空间桁架。4根上弦杆之间采用刚度较大的预应力混凝土桥面板横向连接，板厚25 cm,提高了桥梁的整体性能，使桥面板与钢管更好地结合，共同参与结构受力。

桥墩采用双柱造型桥墩，立柱尺寸1.0 m×1.0 m，采用U型桥台，均采用直径1.0 m钻孔灌注桩基础。

方案简评：空间钢管桁架结构外形通透、立体感强，、新颖美观、造型均衡，具有现代感和创新思想。同时，由于结构非常轻柔，配以银白色，更显得轻盈透明，给人“闹市中的宁静”的感觉（见图7）。

图7 环湖5号桥日景透视效果图

5 结语

迪荡湖环湖5座桥梁设计构思新颖，结构布局合理美观，与环境优美的湖区和谐统一。梁与拱的应用，索与塔的结合，不拘一格，单用、混合用、连续用等多变化、多形色、多功能的桥梁，真可说“姿容可留千秋貌，未必河梁一样形”。做到一桥一景，符合迪荡湖区城市公园的景观要求，同时也丰富了绍兴的桥文化。

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