十曲九彎的瀏陽河在長沙城北的洪山廟彎彎曲曲地彎完了最后的一道灣。瀏者,清亮貌,這里河道寬闊、清波蕩漾,兩岸青山翠枝、紫霞丹花,為今日之長沙頻添了些許婉約氣質(zhì),順瀏陽河而下,轉(zhuǎn)過瀏陽河“第九道彎”,兩座洪山橋就巍然聳立在人們面前。一座是老的雙曲拱橋(始建于1973年,現(xiàn)已成為一座景觀橋、人行橋),另一座就是新的無背索斜拉橋(1999年12月30日動工,2004年12月27日竣工)。不過百米之間,兩座橋見證了長沙30年的滄桑巨變,也見證了傳統(tǒng)和現(xiàn)代的完美和諧。
夏日的瀏陽河畔,青草茵茵,岸芷汀蘭,就是在這里,曾經(jīng)出現(xiàn)過“史上最牛的高爾夫球場”——2010年10月正式開張的名為“月島”的高爾夫俱樂部就位于瀏陽河洪山廟大橋與車站北路大橋之間南側(cè)的這一段河灘上,占地面積約47000平方米,外圍以38.5米高的瀏陽河老堤為界,內(nèi)圍以42米高的新堤為界,全部處于防洪大堤里。但防洪大堤里建起高爾夫球場,這是明顯的違法行為,現(xiàn)在已經(jīng)由長沙市政府勒令拆除。
拱是曲線中最優(yōu)美的造型,拱橋的產(chǎn)生和應用,在人類適應自然、邁向文明的進程中起了極其重要的作用,在世界橋梁史上書寫了光輝燦爛的拱橋文化。其中雙曲拱橋的主拱圈由拱肋、拱波、拱板和橫向聯(lián)系構(gòu)件組成,外形在縱橫兩個方向均呈弧形曲線。1964年江蘇省無錫縣建成中國第一座雙曲拱橋。拱肋、拱波預制,分段拼裝,安裝方便,形式輕巧,在公路和城市橋梁中一度得到使用。1969年建成的河南前河橋,跨徑150米,是跨徑最大的雙曲拱橋。1972年建成湖南長沙橘子洲湘江大橋,正橋8孔長1250米,最大跨徑76米,是規(guī)模最大的雙曲拱橋。
長沙市洪山廟瀏陽河大橋
它是世界上最大跨徑的無背索獨立塔斜拉橋,大橋主跨206m,橋塔垂直高度136.8m(若加上鋼殼基座將超過150米,相當于一座高達50層樓的建筑),塔身傾角58度,塔身與橋面完全靠13對豎琴式平行鋼絲斜拉,塔身采用等截面薄壁空心鋼筋砼結(jié)構(gòu),通過塔基與基礎(chǔ)固結(jié)。該橋在同類型橋梁中跨度和斜塔高度均居世界第一,其結(jié)構(gòu)新穎,構(gòu)思獨特,體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與建筑藝術(shù)的完美的統(tǒng)一。橋上還有觀光電梯,可以一覽瀏陽河的“第九道彎”。兩邊護欄做成了五線譜的形狀,譜的正面是著名歌曲《瀏陽河》。
長沙市洪山大橋是長沙市北二環(huán)線上的一座特大橋,跨瀏陽河,屬環(huán)線建設的關(guān)鍵工程之一,洪山大橋南接四方坪立交,北連撈刀河特大橋,橋位座落于洪山廟休閑渡假區(qū),往東不到2km即為機場高速公路,往北不到3km是長沙世界之窗。因該橋地理位置十分重要,為提高省會城市品位,建成長沙市的標志性景觀建筑物,湖南大學提出的無背索斜塔豎琴式斜拉橋方案獲得市政府辦公會議討論通過。
洪山廟瀏陽河大橋總長257米、寬33.2米,在該橋的設計與施工過程中,大膽運用了一系列新技術(shù),包括斜塔主梁平衡施工技術(shù)、梁塔雙控應力調(diào)索施工技術(shù)、14米超長鋼混結(jié)構(gòu)大挑梁設計與施工、大型六角型鋼箱梁的扭轉(zhuǎn)設計與施工等。這些技術(shù)的運用,突破了傳統(tǒng)的設計與施工組織方案,豐富了國際橋梁建設理論,填補了我國橋梁建設史上的空白。
1.道路等級:城市快速路
2.設計荷載:六車道汽——20級,掛車——120;人群荷載3.5kN/平方米,并以一輛3000kN特重車作驗算荷載。
3.橋?qū)捈奥贩?33.2m=2*〔0.5m防撞欄+0.5安全帶+2*3.75+3.5行車道+0.5安全帶+2.1護欄和錨索區(qū)十4/2人行觀光道]
4.設計車速:60km/h
5.橋上縱坡:0.2464%,橋面橫坡;1.5%
6.主橋分跨:227m(主跨和塔區(qū))+30.305m(輔助孔)=257.305m
7.計算跨徑:206m
1.索塔和基礎(chǔ):索塔采用預應力混凝土箱形結(jié)構(gòu)。截面外輪廊尺寸為 12m(順橋向) * 8.2m(橫橋向),塔的水平傾角為58°,塔高(橋面以上)135m。對于無背索斜塔斜拉橋,塔的自重設計是關(guān)鍵問題之一,為了確保索培處于良好的受力狀態(tài),我們按照以下原則確定塔的自重:當梁上作用全部恒載和一半活載時,塔處于軸心受壓狀態(tài);由幾何關(guān)系及降低重心考慮,將索塔設計成變壁厚形式(下厚上?。:樯綐虻娜诵械牢挥跇蛑醒雰蓚€索面之間,高出行車道約2m,為方便行人和確保行車順暢,設計中在塔根部開了一個高9m、寬3m的過人孔。塔內(nèi)還設有觀光電梯,塔頂設有觀景臺。由于橋址處地質(zhì)條件良好,基巖露頭,因而墻身基礎(chǔ)采用了 31m(順)*30m(橫)* 9m(高)的擴大基礎(chǔ),在最不利組合荷載作用下,基底偏心距小于0.5m。
2.主梁:主梁為鋼混疊合結(jié)構(gòu),橋中央設一條44m(高)*7.0m(寬)的矩形閉口鋼箱梁(箱壁厚28mm),順橋向每隔4m設一道長12.9m的箱形鋼挑梁,形成脊骨架結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)部分的母材為16Mnq鋼,鋼挑梁上布210mm厚混凝土橋面板,橋面板與鋼挑梁間用φ22mm、間距為120mm的大頭剪力釘連接。無背索斜拉橋相對于常規(guī)斜拉橋來說,拉索吊點所能提供的剛度較小,因而在活載作用下,主梁內(nèi)力變幅相對較大,普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)難以承受這種大的內(nèi)力變幅,易開裂,因而洪山橋的混凝土橋面板置于主梁接近中和軸的位置,從總體受力來看,橋面板只承受軸力,而鋼箱梁承擔了軸力、彎矩和扭轉(zhuǎn)。為防止鋼箱梁內(nèi)出現(xiàn)過大的應力變幅而導致疲勞破壞,洪山橋與西班牙Alamillo橋一樣,梁高定為4.4m。
3.斜拉索:洪山橋為單索面結(jié)構(gòu),橫橋向兩排索間距為6m,順橋向梁上索間跨為12m,共13對26根索,索的水平傾角均為25°,平行布置,索長65.9~289.8m,斜拉索采用φ7高強度低松弛鍍鋅高強鋼絲,抗拉標準強度1670MPa,斜拉索采用241φ7和283φ7兩種規(guī)格,匹配相應冷鑄墩頭錨錨具,斜拉索采用預制成品索,總用量約460t。拉索錨固在塔的中和軸上,這是與普通斜拉橋的區(qū)別之一,如果將拉索錨固在前箱壁上,錨固點集中力在塔箱截面上產(chǎn)生一個很大的附加力偶,由此產(chǎn)生的塔內(nèi)彎矩可占總彎短的30%以上,造成塔在長期荷載作用下受力不良。
無背索斜拉橋
它是對常規(guī)斜拉橋造型的突破,無背索后傾的塔身形狀表現(xiàn)出對相對纖細的橋面強大穩(wěn)固支撐的力量感,給人醒目深刻的感受。常規(guī)的斜拉橋在橋塔兩側(cè)均有斜拉索,恒載作用下塔兩側(cè)斜拉索水平力可保持平衡,主塔僅在活載及附加荷載作用下承受一定的水平力及彎矩。與常規(guī)斜拉橋不同,無背索斜拉橋橋塔僅有單側(cè)索,橋塔的受力表現(xiàn)為在斜拉索索力及自身重力作用下的懸臂梁。為確保主塔處于良好的受力狀態(tài),無背索斜拉橋的塔身一般都設計成傾斜的,依靠塔身的自重力矩來平衡斜拉索的傾覆力矩,因此組成了梁塔結(jié)構(gòu)的平衡體系。無背索斜拉橋是景觀橋梁中的一種形式,最著名的一座是Alamillo橋,由西班牙的建筑師與工程師Calatrava為1992年Sevill世博會和巴塞羅拉奧運會建的景觀橋,跨度200m,當時橋梁使人為之一振,Calatrava本人也被IABSE(國際橋協(xié))評為杰出青年工程師。此后,捷克工程師Milan Komínek于1995~1998年設計建造了跨Eble河的Mariansky橋
跨度123.5+55.5m,Mariansky橋是一座頗具特色的橋梁,其塔形非常精巧,兩片分離的塔柱向頂端逐漸靠攏,配合塔身縱向長度的變化,猶如一雙將合未合的手掌。這兩座橋都是無背索斜拉橋,但是受力機理卻不同,因此外形也有比較明顯的差異。我國很多地方模仿了這種橋型,最典型的是2004年建成的長沙洪山大橋,跨度206米,幾乎與alamillo一樣,該橋在同類型橋梁中跨度世界第一、國內(nèi)首創(chuàng),全橋鋼箱梁外表面采用電弧噴涂技術(shù)進行長效防腐涂裝,整座橋梁如同一架無比巨大的豎琴塑立在瀏陽河上,美麗絕倫。2005年建成長春市伊通河輕軌斜拉橋,跨徑130+44.2+31m,這是這一橋型第一次用于軌道交通,外形與Mariansky橋類似。
“橫橋遠旦如游龍,明珠影落長河中”,橫越九道灣、尋夢瀏陽河,我們的夢想會像那條河水一樣,匯入更大的江河繼續(xù)前行,我們終究會老去,她永遠是條充滿朝氣的河!但隨著長沙城區(qū)的擴展,瀏陽河下游已成為城中河,據(jù)傳言,長沙有關(guān)部門已決定將瀏陽河鴨子鋪段裁灣取直,讓河水從范家圍徑直流向洪山門廟,然后將截斷后的瀏陽河彎道回鎮(zhèn),充作城市建設用地。我不知道,城市的發(fā)展是否一定得讓瀏陽河作出犧牲?九曲十八灣的瀏陽河會不會有一天象一道美麗的弧線在我們的記憶中消失。
摘自路人@行者博客