反映工业化发展水平的以色列城市桥梁

穆祥纯

（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京市 100082）

0 引言

以色列（State of Israel），地处地中海东南方向，北靠黎巴嫩，东濒叙利亚和约旦，西南边是埃及。1948年宣布独立，2014年1月人口813万，其中犹太人611万，是世界上唯一以犹太人为主体民族的国家。

以色列工业化程度较高，总体经济实力较强。以色列的科学家在遗传学、计算机科学、光学、工程学及其他技术产业上的贡献都十分杰出。自建国以来，以色列一直致力于科学和工程学的研究，其在城市桥梁的工业化发展水平上亦走在世界的前列。

1 以色列现代城市桥梁撷英

以色列城市桥梁的建设充分反映和体现了其工业化发展水平的新趋势。下面通过以色列城市桥梁撷英，来彰显其城市桥梁建设的精华之处。

1.1 谢赫扎耶德大桥

谢赫扎耶德大桥是一座位于以色列南部城市贝尔谢巴的步行钢桥，连接高科技园区、Ben-Gurion大学以及Beer-ShevaTzafon火车站，由普利兹克建筑奖得主扎哈哈迪德设计，被称为“迄今为止史上最复杂的桥梁”。该桥于2016年6月12日正式投入使用。

谢赫扎耶德大桥全长842 m，主桥长210 m，桥面到河床64 m，横跨在城市轨道交通站点之上。这座桥梁的奇妙之处在于巨大的桥体仅通过3个V型钢柱支撑。这种极简的支撑体系之所以可行，得益于桥体鱼眼式的双曲线结构造型，它可以通过抵抗水平应力来增强结构的强度，同时也为穿行其中的行人带来动态和变化的行走体验。

这座钢桥建成后，成为当地的一个著名景点和地标性建筑。其设计融合了超过200种不同钢梁的横截面，从而形成独特的集合形态——四跨钢拱形结构。桥体呈现着弯曲和扭曲，分别形成110 m和70 m的两个大开口，将桥面从对称的钢铁拱架上“落空”，宛若波浪般的流动剪影，又恰似一个充满理性的正弦曲线在空中舞动，造型新颖别致。

这个独特的设计令人赞叹不已。这种高超的桥梁设计水平和先进的造桥技能，正是以色列工业化发展水平在城市桥梁建设中的成功展现。图1为谢赫扎耶德大桥的拱形结构。

图1 谢赫扎耶德大桥的拱形结构

1.2 科尔德斯大桥

科尔德斯大桥位于以色列耶路撒冷市，建于2006年。这座大桥为一座异形拱塔斜拉桥。大桥距离地面118 m，使用70根线缆将140 m的一段桥身悬浮起来。这座桥能够承载轻重量的列车运输系统，而且还有一个透明玻璃人行道用于步行。

图2 科尔德斯大桥的异形钢主拱塔

图2是科尔德斯大桥映衬在日落之后的景色。这座桥梁采用了抛物线形状的异形钢拱塔造型，以舒展的钢拱为桥身，其斜拉索按照不同规律变换，宛如在空中布设了一张奇妙的网。两侧的桥梁栏杆简洁、明快、实用。这座桥梁的奇妙设计充分反映了以色列人的创新意识和高超的建桥技术，既体现了以色列工业化发展水平，同时也体现了其传承民族文化和与周围环境和谐、共融的设计理念。

1.3 一座造型别致的斜拉桥

2010年，以色列在特拉维夫附近的一个山谷间建造了一座造型别致的斜拉桥（见图3）。这座跨越在山谷之间的桥梁，由两张架设在空中的大网组成。该斜张结构的桥梁在设计上十分独特，其斜拉索按不同规律在空中变换，两侧山顶上还分别设有高低不同的锚固点。这座斜张结构的桥梁，是以欧洲后现代主义的理念为主导，给人带来新奇感和探索的欲望。

图3 以色列造型别致的斜拉桥

1.4 一座结构新颖的城市景观桥梁

以色列近年在特拉维夫建造了一座结构新颖的人行景观桥梁。这座桥最引人瞩目的是主塔设计（见图4）。变形的斜拉桥主塔，在满足结构安全的前提下，呈不规则造型，仿佛空中竖立的一把剪刀。斜拉索在空中呈不规则伞状布置，堪称塔与钢索有机结合的成功典范。整座桥梁风格简约，并准确地找到了结构和建筑美学之间的平衡点，无论从结构创意、桥梁建筑美学及桥梁安全性等方面都为我们提供了成功经验。

图4 新颖的城市景观桥梁

桥梁塔高约为40 m，主跨为130 m。主梁为变截面钢梁，桥梁结构为全焊接钢结构。从钢结构的总体设计、钢结构的细部构件以及附属工程的设计和实施，该桥都采用了大量的先进工艺，较全面地展示了以色列当代工业化建造水平。

1.5 一座新型跨海斜拉桥

斜拉桥的结构型式是人们在建造大跨径桥梁时最常采用的一种桥型。在大跨径城市桥梁的建造上，以色列人同样展现了其先进的创新理念。

这座位于红海的新型斜拉桥（见图5）是以色列于2010年修建的。其主跨约为420 m，主梁采用钢结构。主梁设计采用抗扭刚度较大的钢结构边主梁，配以伞状的空间索，以增强其抗风性能。其主塔塔身采用新颖的钻石型，简洁、大方。大桥结构简单，受力合理，线形流畅，轻巧新颖。这种桥梁的线形布置，既考虑了对水流的影响最小，又与整座桥梁功能要求的线形结合起来，使得它在造型优美的同时还满足了环保上的要求。

由于国土狭窄和地形的限制，以色列在大跨径城市桥梁的建设上，机会并不多，他们在这座桥梁的桥孔布设上，不是简单、盲目地追求跨径上的记录突破，而是合理地确定桥梁结构造型和孔径布置，实现结构安全、合理，符合新潮流趋势。

1.6 一座体现现代预应力技术的桥梁

图6 高超应用现代预应力技术的一座桥梁

图6是笔者在以色列特拉维夫的大街上拍摄的。这是一座城市桥梁的预应力锚固体系。预应力混凝土技术是结构工程中一项先进的、有潜力的，也是有广泛发展前途的技术。预应力混凝土不仅节约钢材，更重要的是改善结构的功能，满足功能需要。在大跨高层建筑、大跨径桥梁及特种结构中，预应力技术的广泛应用，都充分体现了它的优越性。从照片上看，这是一座斜拉结构的城市桥梁，以色列人对现代预应力技术的应用十分娴熟，其锚固体系具有丰富的想象力，且结构安全，体系设计合理，并充分满足桥梁结构的安全性和耐久性。

1.7 一座新颖的跨河人行桁架桥梁

图7 以色列某跨河人行桁架桥梁

图7是以色列某跨河桥梁，系一座桁架结构的人行桥梁。虽然这座桥梁的规模和跨径都不是很大，但其特点还是很鲜明的：一是其主梁为薄壁T型梁钢结构，发挥了钢材的力学效能；二是薄壁T型梁的横隔梁为圆形异型钢板，既可较好地传递主梁的受力，又能很好地作为支撑传递桥面栏杆重量；三是其下部结构采用简洁的钢管作为墩柱，结构可靠，满足水力上通行小型船舶的需求；四是桥面栏杆和花饰栏板与整座桥梁融为一体。

2 体现以色列工业化发展水平的城市桥梁

2.1 城市立交总体布局上的创新理念

图8系特拉维夫市一座城市立交的鸟瞰图。这是一座典型的城市立交桥群，人们可从中领略其城市交通和城市桥梁建造的理念和规划要点。其创新点主要体现在以下几点：

一是在该城市立交总体布局上，引进了国际上目前道路交通发展的新趋势和新潮流，从规划之初的技术路线就采用了城市交通的新理念和最新理论。立交的主路为双向2车道加紧急停车道，为使主车道与垂直方向的道路交叉满足相关技术标准和规范要求，设置了4条定向匝道桥梁，且主桥上增加了相匹配的车道，使这座立交桥群满足主干路系统的转向交通需求，真正从城市交通的空间布局和时序布局上解决了该地域的交通需求。

二是主车道的桥梁其主孔采用全焊接、变截面连续梁结构，且为工厂预制和现场拼装相结合。工业发达的以色列，在该立交桥群的建设上发挥了钢结构天然的高强度和延展性，以取得结构设计的安全度，使这座桥的创新设计取得了最佳效益。

三是匝道桥简支桥跨的主梁均为工厂预制，全桥的下部结构墩柱均采用工厂预制加工，现场拼装，可满足快速施工、文明施工的要求。

图8 特拉维夫市一座城市立交鸟瞰图

2.2 预应力混凝土变截面结构的应用

在以色列的特拉维夫市，笔者观察到，许多城市桥梁采用的是预应力混凝土变截面结构。这些城市桥梁的特点是：其连续梁结构的主梁尺寸都比较大，技术上有足够的安全储备；其防撞栏杆与主梁的边翼板浇筑在一起，完全满足防撞的受力要求；墩柱采用薄壁墩和矩形墩居多，显得桥下很有节奏感。图9为一座经典的预应力混凝土变截面桥梁结构。图10为该桥预应力混凝土变截面结构仰视图。

图9 预应力混凝土变截面结构主视图

图10 预应力混凝土变截面结构仰视图

2.3 预应力混凝土简支梁结构的应用

预应力混凝土简支梁结构在城市桥梁上常被采用，以色列在这方面有自己的独到之处，应用得十分娴熟和得体（见图11、图12）。一是在跨线桥梁结构的选择上，为满足快速施工、文明施工和安全经济的要求，他们在桥梁孔径和与道路横断面的布设上，综合考虑后才确定；二是采用窄腹T型预应力混凝土主梁，并在主梁翼板上留有足够的现场现浇部分，以满足预制安装桥梁结构的整体性；三是在下部结构的设计上多采用预制薄壁墩加盖梁；四是这类城市桥梁在设计理念和工程建造上都符合以色列工业化发展的大趋势。

图11 装配式预应力混凝土简支梁结构1

图12 装配式预应力混凝土简支梁结构2

2.4 预应力混凝土桁架墩柱结构的应用

图13是笔者在车上拍摄的一座桁架式城市桥梁的桥墩，其桁架墩柱与上部主梁和下部基础为固结，因而这座桥梁为刚架结构。图14是另一座城市桥梁的Y型墩柱。这两座桥梁尽管结构型式不同，但在满足各自结构受力体系的前提下，其墩柱的设计理念和思路反映了以色列人的创新精神。特别是桁架式桥墩和Y型墩柱需进行复杂的结构空间计算，并在桥墩的构造上配置充分的防裂钢筋，需要丰富的工程设计经验。从这一点上可使我们感受其严谨的设计和施工规程。

图13 采用预应力混凝土桁架墩柱桥梁

图14 采用预应力混凝土Y形墩柱桥梁

2.5 预应力混凝土独柱支承的应用

图15是特拉维夫市的一座采用预应力混凝土独柱墩的桥梁。其上部结构为等截面预应力连续梁，下部为圆形墩柱。其主要的特点是采用独柱支承桥梁，结构简洁，受力明确，满足快速施工需求。这类桥梁的设计考虑了独柱支承桥梁的特殊受力特点，避免在扭矩的作用下出现支座脱空和主梁横移现象，保证桥梁的安全性和耐久性。这也反映了以色列在城市桥梁墩柱设计上的多样性。

图15 采用预应力混凝土独柱墩的桥梁

2.6 预应力混凝土T型墩柱的应用

图16是特拉维夫市采用预应力混凝土T型墩的一座桥梁。其上部结构为等截面预应力连续梁，下部为圆柱墩柱加T型盖梁。其主要的特点是结构简洁，受力明确，满足快速施工需求，同时也反映了以色列在城市桥梁墩柱设计上的实用、简洁和多样性。

图16 采用预应力混凝土T型墩的桥梁

2.7 城市桥梁边支点及端部的巧妙处理

图17 城市桥梁支点和端部的处理照片1

图17和图18是特拉维夫市两座城市桥梁边支点和端部的处理方法。这两座桥梁的主梁是直接放置在桥台上，在桥台的侧墙上并未设置防震雉墙，主要是考虑上部结构整体板的防侧移功能较好。这两座桥梁在边支点及端部的处理上比较巧妙，且简洁大方。图17在桥端部设计了人行梯道，图18在桥台的前墙还设置了装饰性的图案。从这些细节可看出以色列建桥的理念和工作态度。

图18 城市桥梁支点和端部的处理照片2

3 相关启示

以色列建国时间不长，且国土也不大，但从其城市桥梁建设成就来看，映射着先进的工业化发展水平。

他们善于采用合理和富有想象力的结构受力体系，展现优美的桥型；在大跨径桥梁设计理念上，既汲取世界建桥的成功经验，又不盲目追求跨径上的记录突破，而是更注重考虑桥梁对自然环境的影响，满足环保的要求；在桥下的墩柱设计上，采用独柱墩柱、T型墩柱、Y型墩柱、薄壁墩和矩形墩等，形式多样，而且采用工厂预制和现场拼装相结合；在城市人行天桥的设计上，简洁、新颖，独具特色的外型与实用的功能需求相结合，为桥梁结构和景观设计的结合提供了很好的案例。他们对现代预应力新技术的应用十分娴熟，预应力混凝土变截面结构的应用、预应力混凝土简支梁结构的应用、预应力最新锚固体系成功的应用等，结构安全、体系设计合理，在满足桥梁结构的安全性、耐久性和经济性上走在了世界前列。

4 结语

本文通过对以色列城市桥梁建造的简要回顾和典型城市桥梁的重点介绍，力求使大家全面了解以色列城市桥梁建设的总体水平。城市桥梁作为城市建设的重要载体，蕴含着不同国家、不同民族的审美传统，是人类文明交流的纽带。不同国家的桥梁建设者应相互汲取经验，创造性地从事桥梁设计。我们应汲取人类所创造的一切文明财富，推动我国城市桥梁建设的健康发展，促进祖国现代化建设的进程。