原创

  2016-07-08

  刘亢 王福敏

  至2014岁尾,重庆共有桥梁1.3万座,个中,跨江大年夜桥近100座。本文以“山、水、城、桥”区域特点和合营魅力为配景,援用“能、会、美、雅”的创作手腕, 经过对重庆市典范桥梁项目停止美学与结构的剖析,引见重庆桥梁的创意思维与创新才华。

  创意和创新

  创意是具有新鲜性和发明性的想法主意、奇妙的构想。创新是修改往事物、发明新事物的方法或手腕,第一要更新。二者的合营点是发明性,创意侧重于思维性,是一种思维;而创新则侧重于技巧性,是一种才华。

  2015年,重庆市桥梁协会和重庆晨报联合主办的“发明重庆之美·重庆桥梁科技科普展暨首届最美桥梁评选” 活动,收到了一批小师长教师创作的桥梁创意画(如图1)。

  

  图1 重庆小冤家画的桥

  小冤家们用天马行空的想象和五彩斑斓的色彩,刻画了他们心中斑斓的桥梁,并用简明的文字引见了自己的“设计理念”。这是包罗笼统思维、超凡规思维和发明性思维的综合性思维,这就是小冤家们的创意!

  创意是发明性活动的思维之源,创新是发明性活动完成之路。随着科技提高和社会开展,人们对肉体生活提出了更高请求,特点化和适宜性需求不时增加,也欲望霸占更大年夜艰苦与阻碍,完成更多自在。同时,现代学科间相互浸透和融合,社会迷信曾经融入天然迷信,技巧美学、桥梁美学从发生到开展……时代的这些特点,桥梁创意和创新愈来愈主要。

  在1997年至2000年前后,重庆的桥梁建立掉掉落高速开展,桥梁的数量和范围都相当可不美观,但不时未能清晰逾越其他城市成为“桥都”。个中一个最主要的启事是:事先重庆桥梁的创意和创新性不够,被视为桥梁“魂魄”的桥文明还未掉掉落很好展现。

  重庆桥梁的开展过程

  回忆重庆桥梁建立的开展过程,大年夜致可以分为5个阶段。

  第1阶段 远古时代是巴人对桥由天然到看法的末尾, 枯树卧溪、竹木成桥、块石堆砌、栈索弄险。重庆武隆天龙桥总高度达235米,个中桥厚150米,平均拱高96米,桥宽147米,跨度75米,在桥高、桥厚、桥宽三个方面,居世界生成桥的第二位。大年夜天然的巧夺天工,启发了远前人们师法搭建桥梁(如图2)。

  

  图2 山区石砌小桥

  第2阶段 从现代到近代,重庆人末尾应用山区地形、地质来修建分歧型式的桥梁,桥梁末尾具有鲜明的地区特点。主要表现为:栈桥遗风、石拱遗影、廊桥遗梦、旱桥初生。风雨廊桥是中央修建(吊脚楼)与桥的联合(如图3),栈桥是依山傍水、地势所驱,石拱桥是因多山多石、因地制宜。个中,石拱桥占绝大年夜少数。

  

  图3 秀山溪口镇生成桥(清)

  第3 阶段 从2 0 世纪中叶末尾,重庆桥梁科技水平不时提高,跨江大年夜桥问世、现代桥型出世,开创汗青先河。重庆第一座长江大年夜桥——白沙沱长江大年夜桥建成于1958年;第一座嘉陵江大年夜桥——重庆嘉陵江大年夜桥建成于1 9 6 6 年; 第一座乌江大年夜桥——涪陵建峰乌江大年夜桥建成于1972年。1969年建成了国际第一座双链吊桥——北碚朝阳桥(如图4),1975年建成了国际第一座斜拉桥——云阳汤溪河云安桥,1977年建成了国际第一座预应力桁架拱桥——江津仁沱桥。

  

  图4 北碚朝阳桥

  第4阶段 得益于重庆直辖和国家西部大年夜开辟计谋,重庆桥梁科技末尾崛起,桥梁建立拉开新篇章。1997年,重庆建成世界十分跨径混凝土拱桥——万州长江大年夜桥(如图5),世界十分跨径钢管混凝土拱桥——巫山长江大年夜桥,同年建成的丰都长江大年夜桥则成为重庆第一座长江悬索桥。

  

  图5 万州长江大年夜桥

  第5阶段 比来10年是重庆桥梁创意与创新的壮丽舞台。重庆桥梁考究技巧、艺术和文明相互联合,做到了“能、会、美、雅”,其创新技巧走向世界。2006年建成了世界十分跨径梁桥——石板坡长江单线大年夜桥,2007年建成了世界开创的中承式刚构钢箱系杆拱组合结构—— 菜园坝长江大年夜桥,2009年建成了世界十分跨径拱桥——朝天门长江大年夜桥(如图6),2010年建成了重庆首坐矮塔斜拉桥——嘉悦大年夜桥。2014年、2015年建成了重庆东水门长江大年夜桥、千厮门嘉陵江大年夜桥,不只辨别是世界十分跨径双塔、单塔单索面稀索系统局部斜拉桥,更成就了一个无独有偶的公轨复合交通桥隧一体化工程。

  

  图6 朝天门长江大年夜桥

  

  图7 重庆桥梁数量开展柱状图

  经过了对大年夜天然的模拟、汗青的聚积、现代科技的奔腾、发明力的晋升,当今重庆桥梁的成便可复杂概括为: 10000多座桥梁,1000米级特大年夜跨径,100座跨江大年夜桥,10 项主跨世界之最,成就了1个中国桥都。创意和创新,是重庆成为桥都的真正启事。

  

  重庆市桥梁数量分类统计(截至2014岁尾)

  重庆桥梁创意与创新的综合情况

  “山、水、城、桥”是重庆现代化大年夜都会的合营面貌。重庆山高谷深、江河纵横、交通阻塞,村镇依山傍水、鳞次栉比,固然鸡犬相闻,却彼此难相来往,些许舟渡,苦苦支撑农耕经济。重庆的桥梁,使山川之城变通途,都会连绵、楼宇林立、霓虹闪烁、门可罗雀,映照出山川都会的隆盛隆盛和壮美风度。

  重庆在地形地貌、水文气象及修建等方面具有凸起的山区和山地城市特色,再加上整体计划、全部面貌、汗青人文、综合管网、情况保护、防灾减灾等诸多方面的请求,桥梁建立过程当中需求克制的艰苦很多,但也构成了重庆桥梁创意与创新的综合情况。

  重庆桥梁创新特色和重点

  重庆桥梁具有很多针对山地城市的适应性特色,同时也具有山地城市的多样性特色。重庆桥梁型式各别,与地形相适应,具有合营特点和魅力。表现在十大年夜特点上—— 弯桥、坡桥集中;立交桥多而美;桥梁结构型式多样化; 高墩、大年夜跨特色清晰;连接城市空间的多个层次;特别地形地质条件下的特点结构;轨道交通的载体;隧桥相接状况多;单向交通桥;高架桥沿江而设。

  例如,重庆菜园坝长江大年夜桥同时连接重庆上、下半城和更低的滨江路,连接路途的竖直高差达80米,彰显了山地城市桥梁的特色(如图8)。

  

  图8 重庆菜园坝长江大年夜桥北桥头

  重庆桥梁在创新方面的研究重点还包罗以下4个方面:

  1.研究和建造适宜库区的桥梁

  三峡库区河道的水情况和地质条件爆发了变更;水位落差大年夜幅度添加;河床演变及航道变更;对桥梁逾越才华的请求提高;船舶撞击风险及对策;其他相干病害。

  2.公轨两用桥的公道方法及建造方法

  公轨过江需求都很凸起,但桥位资本愈来愈有限; 公轨合建对桥梁的请求更高(荷载规范、刚度、挠度与转角、动力特点、横断面、接线、分期建立计划等)。

  3.组合结构桥梁的建立

  桥梁结构系统组合及资料组合,成为现代桥梁建立的开展趋势,也是桥梁创新的主要内容。

  4.桥梁美学的深化

  适宜山地城市特点的桥梁(外型、色彩、灯饰等);桥梁的美学应用重视在设计理念和表现手段长进一步深化。

  重庆桥梁的文明与创新

  “能、会、美、雅”表现了重庆桥梁的开展过程; 表现了从技巧到技巧美学的跨界融合;表现了桥梁工程师的分歧境地,也是一个完美团队的才华组合;“能、会、美、雅”的中间是发明力,看法和才华偏重,即创意与创新。

  重庆长江大年夜桥“雅”的创意

  重庆石板坡长江大年夜桥是重庆主城区第一座长江大年夜桥, 建成于1980年,时为世界十分跨径T构。其南北桥头耸立着4尊8米高的巨型雕塑(如图9),辨别名为:春、夏、秋、冬,意味着山城人平易近自暴自弃、尽力拼搏的肉体。这在昔时是大年夜胆创意、束缚思维、有所打破的,具有思维性和艺术性,不论是事先照样当今来看,都是重庆桥梁文明中“雅”的代表。

  

  图9 重庆石板坡长江大年夜桥及桥头雕塑

  重庆石板坡长江大年夜桥单线桥的创新

  2006年建成的重庆石板坡长江大年夜桥单线桥位于重庆石板坡长江大年夜桥的下流侧,两桥中间线之间相距25m。原桥为(86.5+4×138+156+174+104.5)m的T构桥,因为并排安插,宜采取外形和跨径安插不合的桥型。但两桥桥墩外侧横桥向距离将近35m,招致桥墩横向隔断通航孔道的宽度远大年夜于原有宽度,使新桥不能满足通航请求。为此,单线桥撤消156m和174m跨之间的桥墩,桥跨安插为(87.75+4×138+330+133.75)m(如图10)。

  

  图10 重庆石板坡长江大年夜桥单线桥立面安插(单位:m)

  330m主跨的预应力混凝土延续刚构桥因恒载应力太高,现有技巧条件没法到达。假设主跨跨中采取局部钢梁替换混凝土,钢箱梁的重量大年夜约相当于等效混凝土梁自重的30%,梁端负弯矩将会减小大年夜约1/3,330m跨径梁桥根部弯矩大年夜约相当于270m全混凝土梁桥根部弯矩(如图11), 从而满足事先的技巧条件。

  

  图11 主跨自重受力表现图(单位:m)

  为此,单线桥在3 3 0m主跨采取了“1 1 1m混凝土梁+108m钢箱梁+111m混凝土梁”的钢混组合延续刚构计划, 增大年夜了梁桥逾越才华,成了世界十分跨径的梁桥。

  菜园坝长江大年夜桥的创意与创新

  2007年建成的菜园坝长江大年夜桥是重庆主城区首坐采取拱桥的跨江大年夜桥。拱桥桥型与山城的城市轮廓更婚配,完成了“虹贯山城”的设计创意。主桥跨径组合为(88+102+420+102+88)m,总长800m,是公轨两用的刚构、钢桁梁、钢箱系杆拱组合结构,成为重庆开创的组合桥型。

  结构主体实践上是由3个子结构构成(如图12)——由一对预应力混凝土Y形刚构边跨和一个320m的钢箱提篮拱中跨构成的组合结构。3个相对分其余子结构,经过中跨系杆和边跨系杆连接成主跨420m的系杆拱桥,同时经过调剂设置在Y形刚构边墩处的预应力,可以调剂结构的全部受力。

  

  图12 菜园坝长江大年夜桥主桥结构组合

  与朝天门大年夜桥的宏伟、大年夜气之美比拟,菜园坝大年夜桥给人以“幽美”之感。因为轨道交通净空请求使主梁梁高需大年夜于11m,主梁具有了较大年夜刚度。进而——1)作为合营参与受力的拱结构刚度可降低,构成“强梁柔拱”;2)可省去惯例中承式拱桥边跨立柱,边跨透视空间更昏暗,全桥越发轻巧。

  朝天门长江大年夜桥的创意与创新

  建成于2009年的朝天门长江大年夜桥被誉为“古典艺术与现代造桥技巧的完美联合”,它是中国钢铁资料工艺和建桥技巧双双到达条件以后的产品,具有剧烈的时代特点, 并展现了重庆这座老工业城市的厚重感。朝天门长江大年夜桥紧靠重庆地标朝天门船埠的下流,位于重庆主城中间圈的进口、长江黄金水道主航道。因为桥位的特别性,“重庆门户大年夜桥”成为其设计创意,它以“世界第一拱”大年夜气、开放的姿态表达出重庆人平易近“恭迎世界客”的热忱。

  朝天门长江大年夜桥以世界桥梁十分承载力14500t支座支撑,构成了(190+552+190)m三跨延续梁的外部受力系统,完成了多肋飞燕式钢桁拱桥的幽美外不美观。朝天门长江大年夜桥以单根构件作为吊装单位,采取悬臂拼装的工艺, 以桥面吊机完成了比鸟巢还重的钢结构吊装施工(如图13)。朝天门长江大年夜桥还完成了钢桁拱和刚性系杆的高精度无应力合龙。

  

  图13 朝天门大年夜桥装置表现

  朝天门长江大年夜桥在设计和建造过程当中,构成了一系列具有自立常识产权的新技巧,推动了我国大年夜跨度钢桁拱桥的技巧提高。

  重庆两江大年夜桥工程整体计划的创意与创新

  计划的创意情况。内涵美不美观、内涵科技、公轨复合交通桥隧一体,成了两江大年夜桥的设计创意。

  为思考两桥一隧的三位一体和结构上的延续性,两江大年夜桥曾策划过“超等悬索桥”的创意。悬索桥在渝中半岛的锚碇,思考应用轨道交通6号线下穿渝中半岛构成的地道,用一对和主缆相当的拉索(地道索)沿着轨道地道下方,将两座大年夜桥的主缆连接起来,构成超等悬索桥计划。

  超等悬索桥创意所依附的地下工程具有不肯定性,从而存在较大年夜的技巧风险。在对计划进一步研究后,工程实施计划采取了其余一个具有创新价值、技巧上更可控的计划——局部斜拉桥计划。在该计划中,公轨复合交通的请求添加了桥梁自身的复杂性,但也为单索面稀索局部斜拉桥计划供给了优胜的条件条件——双层交通线路请求主桁需求较大年夜高度(12m),使得主梁具有了很大年夜的刚度,进而充沛应用主梁自身的刚度,大年夜大年夜增加斜拉索数量,构成了单索面稀索局部斜拉桥。东水门长江大年夜桥采取跨径组合为222.5m+445m+190.5m的双塔单索面局部斜拉桥,千厮门嘉陵江大年夜桥采取跨径组合为88m+312m+240m+80m的单塔单索面局部斜拉桥,两桥均为同类桥型世界十分跨径。

  两江大年夜桥整体计划集时髦、文明和创新于一体。在桥型上,两位一体的单索面稀索局部斜拉桥,进一步丰富了桥都的桥梁型式。在跨径上,大年夜大年夜刷新了同类桥型主跨世界记载。在技巧上,彰显了桥梁科技的提高与水平。在情况复杂性上,浩大城市桥梁难有逾越者。在文明上,秉承了重庆汗青文明特点,并紧扣引领重庆开展标的目标的主题。在影响力上,从计划出炉、实施建立直至建成通车,不时遭到国际外专家、学者和社会各界高度存眷,遭到不合好评。因此,两江大年夜桥桥型是桥都文明的主要弥补,是山地城市桥梁的典范代表。

  重庆山区公路桥梁的设计创意

  不管是高速公路上的杉木洞大年夜桥、大年夜宁河大年夜桥,照样二级公路上的周家山大年夜桥,重庆山区公路桥梁愈来愈存眷情况、生态和可继续开展,“把公路悄然地放进大年夜天然”,成为重庆山区公路桥梁的主要创意(如图14)。

  

  图14 重庆杉木洞大年夜桥(上)和周家山大年夜桥(下)

  《公路工程技巧规范》关于桥梁设计准绳的规矩,在近20年间作出了2次调剂,情况美成为当今桥梁设计美学的中间。重庆草坪至统景二级公路上的周家山大年夜桥,在设计、建造过程当中采取了一系列办法,紧扣以后社会“以报答本”和“回归天然”的开展思维,高度重视对天然的尊敬和对情况的保护,完成了美的发明和雅的境地,其建成后果被评为:桥架云蒸霞蔚间,美在无声无息处。

  技巧美学尚存差距

  在桥梁设计美学的开展过程当中,离不开创意与创新。我们还需求进一步培养创意思维,进一步提高创新才华, 从人的社会和身心需求出发,用越发细腻的手笔,发明出以报答本的桥梁文明情况。

  林长川在《桥梁设计美学》提出,以后中国桥梁与兴旺国家的差距,主如果现代审美设计思维上的差距。这类差距是因为中国错过了工业革命所激发的技巧美学的思维影响形成的。要延长这个差距,必须增强技巧美学,特别是设计美学在桥梁范围的普及。

  (作者单位:重庆交通大年夜学招商局重庆交通科研设计院有限公司)

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注