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摘要：本文从杭州市钱塘江的自然人文环境和桥梁文化等方面阐述了九堡大桥方案构想的基本思路，然后从桥梁造型、景观、施工难度等多方面对方案比选后期梁拱组合体系拱桥和斜拉—系杆拱组合体系桥两种桥型进行了介绍和对比，综合考虑确定以三跨梁拱组合体系拱桥为九堡大桥的最终方案。
关键词：钱塘江；九堡大桥；方案比选；梁拱组合体系；斜拉—系杆拱组合体系
Abstract: This article described Jiubao bridge scheme and basic way of thinking from the Qian Tang River in Hangzhou City, natural and humanistic environment and bridge the cultural aspects, then introduced the scheme selection of beam arch composite system bridge and later cable-stayed arch composite system bridge two bridge from the bridge form, landscape, the difficulty of construction and other aspects in this paper, consider to determine the three span girder and arch combination system bridge Jiubao bridge for the final plan.
Key words: Qian Tang River; Jiubao Bridge; scheme selection; beam arch composite system; cable-stayed arch combination system
中图分类号：S773.4文献标识码： A 文章编号：
1 工程背景
根据新一轮城市总体规划，杭州市确立了城市东扩，旅游西进，沿江开发，跨江发展的战略，杭州的城市建设将从“西湖时代”转入“钱塘江时代”，钱江两岸地区将成为城市新一轮用地开发的重点。
目前正在建设的九堡大桥属于钱塘江上规划建设的十桥两隧中的一座大桥，位于彭埠大桥（钱江二桥）下游5km，下沙大桥（钱江六桥）上游8km处。
九堡大桥北接东湖路，南接科园大道，连接临平、下沙、萧山和杭甬高速公路，是杭州市“一环、三纵、五横”城市快速路网东边一纵的关键节点。工程的建设为完善城市路网结构，推进沿江、跨江发展，沟通钱江两岸的联系和调整完善城市布局都具有十分重要的意义。
2 桥型方案构思原则
九堡大桥除了要满足交通功能外，大桥设计方案还应富有时代感和现代气息，要综合考虑杭州和钱塘江的地域特色、自然景观和人文环境。桥型方案设计的原则如下：
（1）适用、经济、安全、美观，构思新颖，符合时代特点。
（2）符合城市总体规划和交通功能定位，满足桥下通航、泄洪要求。
（3）结构安全可靠，耐久性好，维护工作量小。
（4）结合人文环境、钱塘文化，考虑钱塘江既有桥型，力求创意新、不雷同并与周边环境协调。
（5）不刻意追求跨度的超越，而力求保持主跨和通航净空的合理比例。
（6）桥型方案力求造型上有新意，技术上有创新，总体布置上有亮点。
3 环境地域特色和桥梁文化
3.1 桥位环境
桥位处江面开阔，两岸平坦，大桥桥型将成为江中景观的主体，桥型体量不宜太低矮和单薄。空旷的环境对方案的构思提供了较为宽松的平台，另一方面，也对最优方案的确定提出了更高的要求。
另外，北岸远处迎宾大道附近有新型现代住宅区正在兴建，因此大桥的造型也要与远期现代建筑相协调。
3.2 地域人文特色
杭州三面环山，依江傍湖，自古就有“人间天堂”的美誉。北有京杭大运河，南有杭绍平原，东有钱塘江，西有西溪景区。早在5000多年前，举世闻名的良渚文化便在这里诞生。吴越、南宋两度定都杭州，良渚文化、吴越文化、南宋文化和明清文化，形成了一个完整的文化发展体系，为杭州的历史文化名城地位奠定了基础。
钱塘江潮是我国最大最壮观的潮汐，自古以来，钱塘江观潮之风盛行，历代著名诗人对之吟咏不绝，形成著名的“潮”文化。大桥位于九堡，附近的丁字坝周围是较佳的观潮点，处于这样特殊的地理位置之中，因此大桥的设计应与“潮文化”一脉相承。
杭州城市的形成是海与潮文化的产物，蕴藏着雄浑大气，而西湖的形成、“三面云山一面城”的城市格局，又使得杭州城市布局开合呼应、自然和谐。杭州的人文精神是精致和谐、大气开放兼备，这就要求桥型方案能准确地把握杭州的人文精神，融入到桥梁造型之中，使之融景观性、象征性、文化性和统一性于一体，创造出属于杭州地域特色的桥梁景观。
图1地域自然人文环境
4.3 钱塘江的桥梁文化
茅以升先生主持设计和建造的钱塘江大桥是我国自行设计、建造的第一座双层铁路、公路兩用桥，是连接沪杭甬、浙赣铁路的交通要道。该桥历经磨难，数次被炸和修复，成为抗日抗战史和建桥史上的佳话。
随着杭州经济的发展，一座座大桥飞跨钱塘江两岸。目前已建和在建的桥梁共有十座，沿着下游向上，依次为江东大桥（钱江九桥）、下沙大桥（钱江六桥）、九堡大桥（钱江八桥在建）、彭埠大桥（钱江二桥）、钱江铁路新桥（在建）、西兴大桥（钱江三桥）、复兴大桥（钱江四桥）、钱塘江大桥（钱江一桥）、之江大桥（钱江七桥规划）、袁浦大桥（钱江五桥），各桥概况见表1。钱塘江下另有两座过江隧道：庆春路过江隧道和钱江隧道在建。
从上述桥型比较可以看到：钱塘江上桥型比较丰富，在满足交通、河势、通航等条件下，不刻意追求大跨，主通航孔分布比较均匀。
4 桥型方案比选
4.1 建设条件
九堡大桥位于钱塘江七格弯道的顶端，水域条件复杂，河床冲淤剧烈，河槽航道摆动大。加上钱塘江涌潮的影响，水流流速快，潮差大，造成水上作业异常困难。因此考虑桥型方案时，必须要考虑到桥跨布置和施工难度的影响。
4.2 桥型方案初选结果
专家组从桥型结构、桥跨布置、景观、施工工艺和经济性等方面对多个桥型方案综合评审和初选，推荐了4个桥型方案，包括独塔多跨矮塔斜拉桥、三跨悬索桥、三跨梁拱组合体系桥和斜拉—系杆拱组合体系拱桥。
通过登报征求市民意见，其中以下2个方案获得了市民较多的关注。
4.3 方案一：三跨梁拱组合体系拱桥
4.3.1 设计理念
该方案设计理念源于远古“玉璜”的灵感（见图1），良渚文化中“玉璜”的拱形符号，组成了九堡大桥的拱形形状。三跨连拱的形状，从正面看，如同鸟的翅膀（见图3），寓意飞鸟展翅。三跨连拱力线明确，充满张力，体现了城市锐意进取、大气开放的精神。
图2三跨梁拱组合体系拱桥效果图
图3设计理念：飞鸟展翅
4.3.2 美学和技术特点
本方案内外拱肋的组合和变化具有丰富的表现力，与钱江四桥相比，本方案虽同有拱的造型元素，但结构体系完全不同，拱肋也有截然不同的表现形式和视觉印象。
本方案在着力强化拱的视觉表现的同时，使之作为主要承载构件参与结构受力，V型桥墩顺接拱肋曲线，立面整体线形流畅，拱肋力线传递明确，适度的延伸与镂空，与桥面拱肋风格保持协调统一，具有连续起伏的韵律美。同时，主梁采用结合梁形式，梁体造型轻盈，与拱肋动静搭配，充满现代感，且结构自重将进一步减轻，基础规模进一步减少。
另外，针对本方案结合梁与拱共同受力的特点，借鉴国内外先进的桥梁施工技术和经验，经过详细的计算分析，提出了主桥钢拱与结合梁钢梁先期组拼一体，配合临时支架系统共同受力，进行三跨拱梁组合体系整体顶推的施工方案，下部结构施工和上部结构预制可以同期展开，建设周期大为缩短。同时通过搭设栈桥和利用钢围堰阻水，尽可能化水上施工为陆地施工，为在强涌潮条件下提高工程质量创造了条件。
总体而言，该方案特点鲜明，造型独特，以合理的造价、可靠的施工方法、新颖独特的景观，实现了技术经济与桥梁美学的和谐统一。
4.4 方案二：斜拉—系杆拱组合体系桥
构成该桥型的要素主要有塔、索、拱等元素，该桥型新颖独特，国内外较罕见，虽有拱和斜拉桥的元素，但与钱塘江上既有桥梁不雷同。
主桥两侧采用连续梁的方案。拱桥和斜拉桥之间有一定的共性，即均由缆索吊着桥面，拱肋和桥塔的截面均由矩形构成，因此这两种桥型可确保在空间上的连续和协调。在造型上拱肋以平和顺滑的曲线状态呈现，是一个三维变化的空间曲线，流畅、优美，能体现出其特有的动感；斜拉桥高大而挺拔，具有一种力量美。
虽然拱桥和斜拉桥在形体上存着较大的差异，其空间效果也不一样，但如果两者组合在一起可以相互衬托而满足人们的新奇感，达到了统一中求变化的效果。该桥型新颖独特、造型优美、富有创意、受力合理，也是桥型方案的较佳选择。
图4斜拉—系杆拱组合体系桥
5 结语
两個主桥桥型方案综合比较见表2。从桥梁造型、对航运的影响、结构受力特点、施工难度、施工工期、运营养护和经济性等角度来看，方案一都略占优势。方案二视觉冲击力大，新奇感强，但作为杭州钱塘江地域文化中的大型桥梁，方案一以其统一和谐的造型更符合总体环境的文化内涵。
表2主桥桥型方案综合比较表
综合技术、经济、景观等多方面因素，确定以方案一三跨梁拱组合体系拱桥为最终方案。
考虑到强涌潮等自然条件，多跨梁拱组合体系桥采用整体顶推法施工在世界上尚属首次。同时引桥单箱单室组合箱梁宽度31.5m、跨径85米，采用大悬臂的整幅桥面也为同类桥梁世界之最。本桥的建设方案体现了当今国际桥梁发展的技术动态，因此在九堡大桥工程前期和实施过程中均注重科研投入和科研实效，以确保九堡大桥高效优质的建成和长久健康的运营。
大桥自2008年底动工建设，计划2011年底竣工通车.相信不久的将来，又一座代表时代精神的大桥将会横跨钱塘江两岸。
参考文献：
[1]. 和丕壮. 桥梁美学[M]. 北京: 人民交通出版社, 1999.
[2] 铁道部第四勘测设计院. 杭州市九堡大桥及南北接线工程可行性研究报告[R]，2008.
[3] 上海市政工程设计研究总院. 杭州市九堡大桥工程初步设计说明书[R], 2008.
[4] 邵长宇. 九堡大桥组合结构桥梁技术构思与特色[J]. 桥梁建设, 2009(2): 42-45.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：钱塘江；九堡大桥；方案比选；梁拱组合体系；斜拉—系杆拱组合体系
Abstract: This article described Jiubao bridge scheme and basic way of thinking from the Qian Tang River in Hangzhou City, natural and humanistic environment and bridge the cultural aspects, then introduced the scheme selection of beam arch composite system bridge and later cable-stayed arch composite system bridge two bridge from the bridge form, landscape, the difficulty of construction and other aspects in this paper, consider to determine the three span girder and arch combination system bridge Jiubao bridge for the final plan.
Key words: Qian Tang River; Jiubao Bridge; scheme selection; beam arch composite system; cable-stayed arch combination system
中图分类号：S773.4文献标识码： A 文章编号：
1 工程背景
根据新一轮城市总体规划，杭州市确立了城市东扩，旅游西进，沿江开发，跨江发展的战略，杭州的城市建设将从“西湖时代”转入“钱塘江时代”，钱江两岸地区将成为城市新一轮用地开发的重点。
目前正在建设的九堡大桥属于钱塘江上规划建设的十桥两隧中的一座大桥，位于彭埠大桥（钱江二桥）下游5km，下沙大桥（钱江六桥）上游8km处。
九堡大桥北接东湖路，南接科园大道，连接临平、下沙、萧山和杭甬高速公路，是杭州市“一环、三纵、五横”城市快速路网东边一纵的关键节点。工程的建设为完善城市路网结构，推进沿江、跨江发展，沟通钱江两岸的联系和调整完善城市布局都具有十分重要的意义。
2 桥型方案构思原则
九堡大桥除了要满足交通功能外，大桥设计方案还应富有时代感和现代气息，要综合考虑杭州和钱塘江的地域特色、自然景观和人文环境。桥型方案设计的原则如下：
（1）适用、经济、安全、美观，构思新颖，符合时代特点。
（2）符合城市总体规划和交通功能定位，满足桥下通航、泄洪要求。
（3）结构安全可靠，耐久性好，维护工作量小。
（4）结合人文环境、钱塘文化，考虑钱塘江既有桥型，力求创意新、不雷同并与周边环境协调。
（5）不刻意追求跨度的超越，而力求保持主跨和通航净空的合理比例。
（6）桥型方案力求造型上有新意，技术上有创新，总体布置上有亮点。
3 环境地域特色和桥梁文化
3.1 桥位环境
桥位处江面开阔，两岸平坦，大桥桥型将成为江中景观的主体，桥型体量不宜太低矮和单薄。空旷的环境对方案的构思提供了较为宽松的平台，另一方面，也对最优方案的确定提出了更高的要求。
另外，北岸远处迎宾大道附近有新型现代住宅区正在兴建，因此大桥的造型也要与远期现代建筑相协调。
3.2 地域人文特色
杭州三面环山，依江傍湖，自古就有“人间天堂”的美誉。北有京杭大运河，南有杭绍平原，东有钱塘江，西有西溪景区。早在5000多年前，举世闻名的良渚文化便在这里诞生。吴越、南宋两度定都杭州，良渚文化、吴越文化、南宋文化和明清文化，形成了一个完整的文化发展体系，为杭州的历史文化名城地位奠定了基础。
钱塘江潮是我国最大最壮观的潮汐，自古以来，钱塘江观潮之风盛行，历代著名诗人对之吟咏不绝，形成著名的“潮”文化。大桥位于九堡，附近的丁字坝周围是较佳的观潮点，处于这样特殊的地理位置之中，因此大桥的设计应与“潮文化”一脉相承。
杭州城市的形成是海与潮文化的产物，蕴藏着雄浑大气，而西湖的形成、“三面云山一面城”的城市格局，又使得杭州城市布局开合呼应、自然和谐。杭州的人文精神是精致和谐、大气开放兼备，这就要求桥型方案能准确地把握杭州的人文精神，融入到桥梁造型之中，使之融景观性、象征性、文化性和统一性于一体，创造出属于杭州地域特色的桥梁景观。
图1地域自然人文环境
4.3 钱塘江的桥梁文化
茅以升先生主持设计和建造的钱塘江大桥是我国自行设计、建造的第一座双层铁路、公路兩用桥，是连接沪杭甬、浙赣铁路的交通要道。该桥历经磨难，数次被炸和修复，成为抗日抗战史和建桥史上的佳话。
随着杭州经济的发展，一座座大桥飞跨钱塘江两岸。目前已建和在建的桥梁共有十座，沿着下游向上，依次为江东大桥（钱江九桥）、下沙大桥（钱江六桥）、九堡大桥（钱江八桥在建）、彭埠大桥（钱江二桥）、钱江铁路新桥（在建）、西兴大桥（钱江三桥）、复兴大桥（钱江四桥）、钱塘江大桥（钱江一桥）、之江大桥（钱江七桥规划）、袁浦大桥（钱江五桥），各桥概况见表1。钱塘江下另有两座过江隧道：庆春路过江隧道和钱江隧道在建。
从上述桥型比较可以看到：钱塘江上桥型比较丰富，在满足交通、河势、通航等条件下，不刻意追求大跨，主通航孔分布比较均匀。
4 桥型方案比选
4.1 建设条件
九堡大桥位于钱塘江七格弯道的顶端，水域条件复杂，河床冲淤剧烈，河槽航道摆动大。加上钱塘江涌潮的影响，水流流速快，潮差大，造成水上作业异常困难。因此考虑桥型方案时，必须要考虑到桥跨布置和施工难度的影响。
4.2 桥型方案初选结果
专家组从桥型结构、桥跨布置、景观、施工工艺和经济性等方面对多个桥型方案综合评审和初选，推荐了4个桥型方案，包括独塔多跨矮塔斜拉桥、三跨悬索桥、三跨梁拱组合体系桥和斜拉—系杆拱组合体系拱桥。
通过登报征求市民意见，其中以下2个方案获得了市民较多的关注。
4.3 方案一：三跨梁拱组合体系拱桥
4.3.1 设计理念
该方案设计理念源于远古“玉璜”的灵感（见图1），良渚文化中“玉璜”的拱形符号，组成了九堡大桥的拱形形状。三跨连拱的形状，从正面看，如同鸟的翅膀（见图3），寓意飞鸟展翅。三跨连拱力线明确，充满张力，体现了城市锐意进取、大气开放的精神。
图2三跨梁拱组合体系拱桥效果图
图3设计理念：飞鸟展翅
4.3.2 美学和技术特点
本方案内外拱肋的组合和变化具有丰富的表现力，与钱江四桥相比，本方案虽同有拱的造型元素，但结构体系完全不同，拱肋也有截然不同的表现形式和视觉印象。
本方案在着力强化拱的视觉表现的同时，使之作为主要承载构件参与结构受力，V型桥墩顺接拱肋曲线，立面整体线形流畅，拱肋力线传递明确，适度的延伸与镂空，与桥面拱肋风格保持协调统一，具有连续起伏的韵律美。同时，主梁采用结合梁形式，梁体造型轻盈，与拱肋动静搭配，充满现代感，且结构自重将进一步减轻，基础规模进一步减少。
另外，针对本方案结合梁与拱共同受力的特点，借鉴国内外先进的桥梁施工技术和经验，经过详细的计算分析，提出了主桥钢拱与结合梁钢梁先期组拼一体，配合临时支架系统共同受力，进行三跨拱梁组合体系整体顶推的施工方案，下部结构施工和上部结构预制可以同期展开，建设周期大为缩短。同时通过搭设栈桥和利用钢围堰阻水，尽可能化水上施工为陆地施工，为在强涌潮条件下提高工程质量创造了条件。
总体而言，该方案特点鲜明，造型独特，以合理的造价、可靠的施工方法、新颖独特的景观，实现了技术经济与桥梁美学的和谐统一。
4.4 方案二：斜拉—系杆拱组合体系桥
构成该桥型的要素主要有塔、索、拱等元素，该桥型新颖独特，国内外较罕见，虽有拱和斜拉桥的元素，但与钱塘江上既有桥梁不雷同。
主桥两侧采用连续梁的方案。拱桥和斜拉桥之间有一定的共性，即均由缆索吊着桥面，拱肋和桥塔的截面均由矩形构成，因此这两种桥型可确保在空间上的连续和协调。在造型上拱肋以平和顺滑的曲线状态呈现，是一个三维变化的空间曲线，流畅、优美，能体现出其特有的动感；斜拉桥高大而挺拔，具有一种力量美。
虽然拱桥和斜拉桥在形体上存着较大的差异，其空间效果也不一样，但如果两者组合在一起可以相互衬托而满足人们的新奇感，达到了统一中求变化的效果。该桥型新颖独特、造型优美、富有创意、受力合理，也是桥型方案的较佳选择。
图4斜拉—系杆拱组合体系桥
5 结语
两個主桥桥型方案综合比较见表2。从桥梁造型、对航运的影响、结构受力特点、施工难度、施工工期、运营养护和经济性等角度来看，方案一都略占优势。方案二视觉冲击力大，新奇感强，但作为杭州钱塘江地域文化中的大型桥梁，方案一以其统一和谐的造型更符合总体环境的文化内涵。
表2主桥桥型方案综合比较表
综合技术、经济、景观等多方面因素，确定以方案一三跨梁拱组合体系拱桥为最终方案。
考虑到强涌潮等自然条件，多跨梁拱组合体系桥采用整体顶推法施工在世界上尚属首次。同时引桥单箱单室组合箱梁宽度31.5m、跨径85米，采用大悬臂的整幅桥面也为同类桥梁世界之最。本桥的建设方案体现了当今国际桥梁发展的技术动态，因此在九堡大桥工程前期和实施过程中均注重科研投入和科研实效，以确保九堡大桥高效优质的建成和长久健康的运营。
大桥自2008年底动工建设，计划2011年底竣工通车.相信不久的将来，又一座代表时代精神的大桥将会横跨钱塘江两岸。
参考文献：
[1]. 和丕壮. 桥梁美学[M]. 北京: 人民交通出版社, 1999.
[2] 铁道部第四勘测设计院. 杭州市九堡大桥及南北接线工程可行性研究报告[R]，2008.
[3] 上海市政工程设计研究总院. 杭州市九堡大桥工程初步设计说明书[R], 2008.
[4] 邵长宇. 九堡大桥组合结构桥梁技术构思与特色[J]. 桥梁建设, 2009(2): 42-45.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。