天津西站复兴路高架跨子牙河桥型方案构思与选型

摘要：本文结合在天津西站复兴路高架桥跨越子牙河的桥梁桥型方案的设计、构思与比较选择，阐述了城市跨河景观桥梁方案设计中需考虑的多种因素和细节，并提出对桥型选择的相应建议。

关键词：天津西站景观桥梁方案构思比选

0引言

为配合京沪高速铁路天津段的建设，天津西站进行全面改扩建。改造后的天津西站将跻身亚洲大型火车站行列，并进一步密切京津、津沪之间的关系，使天津成为联系我国东北地区、长江三角洲和环渤海地区的门户型交通枢纽。

天津西站主站房方案名为“光辉”，站房立面采用编织拱形方案，以圆拱和放射状百叶形象表现光芒四射，寓意天津城市发展的美好前景和光辉未来。其东西宽为282m，南北进深为381.65m，57m的拱高也使其成为CBD核心区的控制性标志建筑（见图1）。

图1天津西站鸟瞰图

西站地区内，铁路横亘东西，子牙河蜿蜒东流，为区域的发展带来良好发展条件的同时，也阻隔了枢纽核心区与城市功能核心区的联系。作为西站周边主干道路“四纵一横”的一部分，复兴路高架桥工程的实施既可以疏导天津西站周边的交通，分流路网压力、满足西站客流的快捷进出，又可以解决子牙河两岸的沟通，进而带动中心城区的全面提升。

1概述

复兴路高架桥位于天津西站主站房的西侧，城市Ⅰ级主干道。其主线高架桥长度约2km，连续跨越多次铁路、地铁、城市快速路、城市主干道，并跨越子牙河。

天津市在实施西站地区综合开发过程中，非常注重对子牙河桥梁的建设和改造。子牙河上的新建桥梁不仅仅建成过河的交通设施，着重强调要把桥梁作为艺术品和旅游景点。

复兴路高架桥跨越子牙河的桥梁，既要符合其作为西站改造一部分的定位、与天津西站的整体风格相协调；又因其是位于子牙河上的桥梁而广受关注。自项目前期始，其桥型方案就一直作为工作中的重点。

2方案构思

西站改造之初，就把“光辉”站房定为整体项目的核心和控制性建筑，其余建筑物均应与站房相协调，并在主要视角上不应对站房产生干扰和阻挡。因此，西站所有子项建筑物高度均不宜超过站房侧楼的高度，即不超过20m。

桥位所在处，子牙河上口宽约150m。若采用一跨跨越，斜拉桥、拱桥、自锚式悬索桥均是较合理的选择。但对于150m左右的跨径，不论采用何种索式结构，高度均将超过20m，就有可能渲宾夺主，干扰整体景观。

子牙河为内河Ⅵ级航道，须满足40m×4.5m的通航净空，过小的跨径也不适合。因此，初步确定为三跨过河，即子牙河中设立两个墩柱，边跨墩柱设在岸上，以减小水中基础施工的难度。

3桥梁型式方案

受高度不超过20m的限制，经多次方案比较、修改，最终选择拱桥、矮塔斜拉桥、变截面脊骨梁三个方案，进行方案深化和比选。

3.1 方案一：中承式钢拱桥

对于中等跨径的景观桥梁，拱桥是一种较适宜的选择，其线条柔和舒缓，且拱轴线型及整个结构形态的选择有较多变化。

图2为方案一的效果图，采用(40+86+40)m跨的中承式钢拱桥，其在设计手法上，多处采用与西站主站房相吻合、相呼应的细节。如：提取主站房圆形网状编织的元素，每侧拱肋均由两片高低不同的小拱交织而成；同时增强了整体稳定性，使风撑得以取消，视线更加通透；桥底横梁、小拱肋之间的连接均采用交织和圆弧形的元素；拱高在桥面以上13米，整体高度与站房的裙房高度相当，以免干扰西站的整体景观。

图2中承式钢拱桥方案效果图 图3 矮塔斜拉桥方案效果图

3.2 方案二：矮塔斜拉桥

矮塔斜拉桥兼具斜拉桥和梁式桥的部分特点，其主塔的高跨比较一般斜拉桥要小。矮塔斜拉桥主塔过高通常设计成直立或V字型。直立形的主塔给人的感觉简洁，但缺乏上部空间的开放性；V字形的开放性较好，但较复杂。

本方案跨径布置为(45+76+45)m，其中76m主跨为通航孔，45m边跨跨越两侧堤顶路。对常规桥塔进行变化，采用圆弧形的元素，和拱形的主站房相呼应；半圆弧形桥塔，桥塔梁底横向设置圆弧形横梁；取消主塔顶的横向联系梁，以减少行车时的压迫感；塔高在桥面以上高度为13米，使桥塔的总体高度不高于站房的裙房高度（图3）。

3.3 方案三：变截面脊骨梁

跨越子牙河处，复兴路高架桥位于R=700m的圆曲线上，且两侧上、下坡道的渐变段进入主桥中，使主桥宽度由30m渐变36.2m，采用特种桥型，通常会将整个主桥加至等宽，造成桥梁面积和工程量的增加。

方案三的设计思路为：采用梁式桥，通过精巧细致的装修装饰方法，和西站的整体建筑风格协调统一，融为一体。

桥梁跨径布置为(45+76+45)m，变截面脊骨连续钢梁。中支点处梁高加高至4.2m，跨中梁高2.2m。主体结构采用连续钢梁，工厂预制，现场拼装。梁侧外侧设置圆弧形脊骨梁，内设射灯，与站房的圆弧形穹顶相呼应（图4）。

图4 变截面脊骨梁效果图

4方案比选

对上述三个方案进行比较，其优缺点分述如下：

方案一中承式拱桥结构合理，技术成熟，拱形桥型及网状编织设计元素与“光辉”主站房建筑风格相吻合；但由于桥梁位于曲线段、变宽段上，设计和施工难度较大；整体加宽桥梁将造成一定程度上的浪费。

方案二矮塔斜拉桥造型独特，并且由于天津市目前尚无建成的矮塔斜拉桥，将会成为子牙河上桥梁新的一景；其缺点与方案一相同。

方案三变截面脊骨梁结构合理、造价低、施工工艺简单；采用脊骨梁，夜景效果好；没有高耸结构，不会对西站站房及整体景观产生干扰。但桥梁本身的标志性不强。

由于桥位距西侧的红旗路跨子牙河桥仅650m，跨东侧的主站房仅400多米，且位于开阔地带，采用特种桥型方案，对西站站房整体景观的影响尚需探讨；且由于桥梁位于曲线、变宽段上，采用特种结构的设计和施工难度均较大、工期较长。经综合比较，最终采用变截面钢脊骨梁方案。

5结语

目前西站工程正在紧张的建设过程中，主体结构已基本完工。桥梁型式的选择不应抛开其所处的环境、背景，也不宜过于突出其地标性、独特性甚至怪异性，一味追求“独一无二”。与整体布置和环境协调的，才是最好的。

参考文献：

[1] 宋瀛,周佳.天津西纵联络线立交的方案设计[J],天津建设科技，2010(3).

[2] 腾家俊,沈平.现代桥梁建筑设计,人民交通出版社,2008

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。