厲害了我的國，漂亮了我的橋 | 深度解讀溫州這座世界級大橋的設計之魂
原標題：厲害了我的國，漂亮了我的橋 | 深度解讀溫州這座世界級大橋的設計之魂
厲害了，我的國
一部超燃紀錄片——《厲害了，我的國》刷爆了朋友圈。一幕幕壯觀恢弘的大規模航拍鏡頭從眼前掠過，祖國的壯美山河、卓越成就所帶來的震撼與自豪感撲面而來。
超
燃
西部開發，東北振興
中部崛起，東部率先
港珠澳大橋、蛟龍號……
生產總值增速穩居世界第一
這樣的祖國，我們為之驕傲！
這樣的祖國，我們為之自豪！
而溫州甌江口大橋公司同樣在擁抱這個偉大的新時代！
讓我們一起來領略下
溫州這座世界級大橋的設計之魂！
鋼筋鐵骨的身軀，剛中帶柔的性格，在時空變幻承載歷史與未來之間，在滾滾浪濤的甌江之上，一座世界性的大橋 —— 溫州甌江北口大橋，就這樣「橫空出世」，它將帶給我們的美和感動，註定彌久而新。
如果說甌江北口大橋是一座有靈魂的大橋，那麼這靈魂一定是大橋設計師們所賦予的。設計者們從品質設計出發，把因地制宜、創新突破、經久耐用、協調共生的設計理念融入了大橋設計的骨髓當中，使大橋擁有了雄渾的力量，文化的積澱，美麗的靈魂和生命的活力。
一座大橋並不是越新奇就越好，而是要找到適合這座橋的建設方案，因地制宜的設計和選擇橋樑的位置、橋型，以及結構。唯有與地理位置、周邊環境相協調，才能突顯出大橋之美。因此，甌江北口大橋作為一座世界級的大橋，第一個要做的就是根據周邊制約因素，選擇最合理的建橋方案。
早在 2004 年，浙江省交通規劃設計研究院就開始了建橋方案的研究與分析，從「三橋合一」到「兩橋合一」，在歷經了12 載的努力之後，2015 年12 月，高速與國道「共線過江，兩橋合建」的工程可行性研究報告終於獲得了國家發改委的批複。
正所謂「功夫不負有心人」。這12 載的認真研討與分析也為甌江北口大橋的建設換來了資源的有效節約。浙江省交通規劃設計研究院副院長、甌江北口大橋項目設計負責人戴顯榮說，通過高速公路和普通國道「兩橋合建」的創新設計，實現了廊道和岸線資源的集約式發展，不僅節約土地約193 畝，還節約建設資金達4 億元左右。
事實上，在確定大橋建設方案的同時，選擇什麼樣的橋型和結構，也決定了甌江北口大橋這座世界級大橋的「設計之美」。考慮到甌江北口大橋位於甌江入海口，受強颱風、強潮湧、深厚軟土影響，以及受通航尺度大、航空限高嚴、周邊環境等諸多因素制約，設計師團隊創造性地首次選擇了「三塔四跨」雙層懸索橋，首次採用了混凝土結構做中塔，首次在淤泥土質中用沉井做基礎的設計。
據了解，甌江北口大橋作為世界上首座「三塔四跨」的雙層鋼桁梁懸索橋，是目前我國乃至世界上技術難度最大、建造工藝最為複雜的橋樑之一。而之所以做出這樣的設計，主要有兩大方面的制約條件。
戴顯榮說，由於甌江北口大橋南面臨近溫州機場，飛機起飛的時候對航空凈高有要求，所以大橋修建得不能太高。同時，橋下又需要允許3 萬噸的貨船通行，也不能太低。正是在這樣兩個條件的制約下，選擇了「三塔四跨」懸索橋的結構形式，再加上為集約使用過江通道資源，則採用了兩橋合建雙層方案。因此，甌江北口大橋之所以成為一座世界級橋樑，就是因各種因素制約和特殊的建設條件使然，並不是追求「之最」和「第一」的結果，而是因地制宜的具體實踐。
因地制宜，突出功能實效，這是甌江北口大橋的設計團隊遵從的一項原則。為了提升海洋環境下結構耐久性能，探索實踐多塔懸索橋技術發展，甌江北口大橋中塔採用了A 形框架混凝土結構，這比現在常用的鋼塔造價低，而且整體剛度更強。
此外，將一個平面面積3600多平方米，相當於9個標準籃球場大小，高 68 米，相當於 20 層樓高度，重達1.8萬噸，相當於15000 輛小汽車重量之和的沉井作為中塔的基礎，可以有效地提高中塔基礎抗船舶撞擊和防潮水沖刷能力，使基礎變得更加安全穩固。
一座大橋，並不是越新奇就越好，而是要找到適合這座橋的建設方案，因地制宜的設計和選擇橋樑的位置、橋型，以及結構。唯有與地理位置、周邊環境相協調，才能突顯出大橋之美。因此，甌江北口大橋作為一座世界級的大橋，第一個要做的就是根據周邊制約因素，選擇最合理的建橋方案。
早在 2004 年，浙江省交通規劃設計研究院就開始了建橋方案的研究與分析，從「三橋合一」到「兩橋合一」，在歷經了12 載的努力之後，2015 年12 月，高速與國道「共線過江，兩橋合建」的工程可行性研究報告終於獲得了國家發改委的批複。
正所謂「功夫不負有心人」。這12 載的認真研討與分析也為甌江北口大橋的建設換來了資源的有效節約。浙江省交通規劃設計研究院副院長、甌江北口大橋項目設計負責人戴顯榮說，通過高速公路和普通國道「兩橋合建」的創新設計，實現了廊道和岸線資源的集約式發展，不僅節約土地約193 畝，還節約建設資金達4 億元左右。
事實上，在確定大橋建設方案的同時，選擇什麼樣的橋型和結構，也決定了甌江北口大橋這座世界級大橋的「設計之美」。考慮到甌江北口大橋位於甌江入海口，受強颱風、強潮湧、深厚軟土影響，以及受通航尺度大、航空限高嚴、周邊環境等諸多因素制約，設計師團隊創造性地首次選擇了「三塔四跨」雙層懸索橋，首次採用了混凝土結構做中塔，首次在淤泥土質中用沉井做基礎的設計。
據了解，甌江北口大橋作為世界上首座「三塔四跨」的雙層鋼桁梁懸索橋，是目前我國乃至世界上技術難度最大、建造工藝最為複雜的橋樑之一。而之所以做出這樣的設計，主要有兩大方面的制約條件。
戴顯榮說，由於甌江北口大橋南面臨近溫州機場，飛機起飛的時候對航空凈高有要求，所以大橋修建得不能太高。同時，橋下又需要允許3 萬噸的貨船通行，也不能太低。正是在這樣兩個條件的制約下，選擇了「三塔四跨」懸索橋的結構形式，再加上為集約使用過江通道資源，則採用了兩橋合建雙層方案。因此，甌江北口大橋之所以成為一座世界級橋樑，就是因各種因素制約和特殊的建設條件使然，並不是追求「之最」和「第一」的結果，而是因地制宜的具體實踐。
因地制宜，突出功能實效，這是甌江北口大橋的設計團隊遵從的一項原則。為了提升海洋環境下結構耐久性能，探索實踐多塔懸索橋技術發展，甌江北口大橋中塔採用了A 形框架混凝土結構，這比現在常用的鋼塔造價低，而且整體剛度更強。
此外，將一個平面面積3600多平方米，相當於9個標準籃球場大小，高 68 米，相當於 20 層樓高度，重達1.8萬噸，相當於15000 輛小汽車重量之和的沉井作為中塔的基礎，可以有效地提高中塔基礎抗船舶撞擊和防潮水沖刷能力，使基礎變得更加安全穩固。
一座大橋的偉大，源自於設計師們大膽的創新突破。甌江北口大橋之所以為世界級大橋，就是因其在技術和管理方面創造了在國內首次選擇「三塔四跨」雙層鋼桁梁懸索橋，首次在多塔連跨懸索橋體系中採用大剛度混凝土中塔，首次在超強河口深厚軟土地區修建超大型沉井基礎等多項「第一」，而且部分技術工藝在國內外尚無成熟先例可循，這就需要技術精湛的設計團隊和專家團隊給予堅實的技術支撐和服務保障。
都說技術創新是不斷發展進步的驅動力。甌江北口大橋的設計團隊以創新技術為大橋的建設解決了諸多的難題。如為了解決三塔乃至多塔懸索橋核心技術——主纜與索鞍之間的抗滑移問題，浙江省交通規劃設計研究院投入 600 多萬與高校及科研單位合作開展大量研究工作，形成了從理論、製造，到工藝、質控的一整套原創技術，並在國際上首次將這一「全豎向磨擦板防滑索鞍」技術運用到了甌江北口大橋之上。
不僅如此，甌江北口大橋也是國內首個採用「BIM+互聯網」技術進行全壽命周期信息化協同管理的橋樑工程。這項技術可以將現場沉井施工、索塔施工、主纜架設、錨碇施工、鋼桁梁安裝等分部分項工程現場的實施進度實時上傳至平台，實現可視化、系統化、科學化管理，以達成橋樑建管養信息無縫銜接。
以中塔鋼殼沉井加工製作為例，設計階段用 3D 模型能更直觀地表述工程結構、實現工程自動算量，協助吊裝程序由36 次優化到 18 次，首節鋼沉井製作僅用3 個月就順利完成了。而在沉井注水著床過程中，BIM 手機端載入沉井姿態監控系統，協助各參建方實時查看沉井厘米級偏差，及時糾偏，確保精準定位。據監控顯示，超
大鋼沉井最終的中心偏差為11 厘米，小於44 厘米的控制值，水平角度偏差為0.21°，小於1°的控制值，達到了國內水中超大沉井定位著
床精度控制的新高度。
大橋的設計是一項系統性的工程，甌江北口大橋的任何創新突破，都離不開強而有力的技術支撐。為了確保大橋建設的科學合理性和解決大橋建設中的技術難題，甌江北口大橋的設計團隊對國內 10 家在懸索橋設計、施工及科研方面經驗豐富的單位進行了兩輪科研課題的徵詢，共徵集科研課題29 個。最後篩選出了「三塔四跨雙層鋼桁架懸索橋結構體系構造與設計參數研究」、「強潮河口深厚軟土土層超大型沉井基礎施工關鍵技術研究」、「強颱風登陸地區雙層大節段鋼桁梁整體架設與安裝施工關鍵技術研究」、「基於移動互聯網+BIM 技術的建養一體化信息平台關鍵技術與應用」、「長大橋樑智慧運營和養護關鍵技術研究」等5 大科研課題。
此外，設計團隊還積極地整合技術資源，在面對強潮河口、颱風氣候、軟土地基等難點問題時，整合幾十家大專院校和科研院所的優勢技術資源，開展了70餘項技術類專題研究來強化大橋方案設計。例如，同濟大學承擔了抗風性能研究，西南交通大學承擔了主纜抗滑移性能研究，南京水利科學研究院承擔了沉井施工期河床沖刷及預防護研究，浙江大學承擔了沉井施工全過程模擬模擬分析複核，上海船舶研究所開展了船舶撞擊及防撞研究，大連理工大學開展了波流力計算分析研究等等。
甌江北口大橋佇立在甌江的入海口，必然的要經歷風雨的淬鍊與歲月的打磨。而優秀的設計師們要做的就是想盡一切方法，讓這座世界級的大橋經受住一切的考驗，構築起一座經久耐用的安全的大橋。
戴顯榮說，建造一座耐久而又安全的大橋，更多涉及到的是將來運行過程中的安全，它包含了大橋結構物本身是否安全，也包含了運行管理的水平。因而，設計師們必須要以大橋的安全耐久為核心，奉行全壽命周期的設計理念。
為了切實的保證甌江北口大橋的使用壽命，設計師們將大橋施工、運營養護、環境保護、災害防禦等都納入了工程設計統一考慮，堅持系統化的設計。比如，在大橋施工中堅持「宜鋼則鋼」的原則，大力推行鋼結構應用，預計甌江北口大橋全橋用鋼量將達40 萬噸；在標準化設計中堅持以構件設計標準化為先導，推進模塊化建設，全橋上部結構可工廠化生產、裝配化施工的比例達到了70%。
對於一座世界級的大橋而言，安全耐久的設計往往需要設計師們不斷的打磨，並精心地雕琢每一個環節。從大橋的全局性和健康可持續發展出發，甌江北口大橋的設計師們在運營養護層面做了充分的考量。例如針對超限超載車輛威脅橋樑結構安全與使用壽命的情形，設計師們將大橋和周圍路網進行了統籌設計，即通過採用主線高速預檢加場區精檢，以及非現場執法等多樣化的手段控制超限車輛駛入大橋，進而確保橋樑的營運安全。
除此之外，為了方便大橋在運營期實現檢查和維護的便捷，設計師們還專門設計了大橋健康安全監控系統，設計了主梁檢查車、主樑上下層橋面檢修道，以及主纜、錨碇、鞍室的檢修通道和塔內爬梯、電梯等，可實現隨時到達隨時檢修。
而更值得一體的是，對於懸索橋最重要的承重構件——主纜，甌江北口大橋的設計師們更是傾注了大量的心力。據了解，為了減弱腐蝕性環境對主纜的影響，設計師們在主纜外圍採用隔水密封防護外，還在鋼絲間充干空氣加以防護。同時，對於主纜的錨固系統，設計師們則採用可更換無粘結式多股成品索預應力錨固系統，其成品索索體有環氧噴塗護層、PE 內外護套等多層防腐，索體間可灌乾燥空氣，能有效保證其安全耐久性。
甌江北口大橋的主纜就像是其生命線。因此，設計師們在安全層面就考慮的更為深入和更為全面。在位於橋樑上下層橋面之間的主纜，設計師們通過消防安全評估，對部分區域做了防火設計，並對上下層橋面設置了完善的消防設施；與大橋兩側當地政府統籌協調社會消防設施和大橋實現共享，以確保災害發生時能在可接受的時間內開展救災，為大橋安全耐久增加保障。
甌江北口大橋是交通運輸部首批 8 個綠色公路建設典型示範項目中唯一的橋樑工程，未來更是溫州標誌性的建築。因此，如何把人、自然和社會三者更多地結合起來，以達到和諧共生之美，就是設計師們必須去不斷尋求合理契合點的設計之本。
如何讓有限的資源發揮最大的效益，這是甌江北口大橋的設計師們需要通過各種方法去克服解決的問題。比如，為了極大的減少大橋建設對農田的佔用，設計師們因地制宜的將130 畝廢棄船廠設計轉換為了施工臨時用地；再比如，與甬台溫複線靈昆至閣巷段項目共建管理中心實現了資源的聯通共享，與下層普通國道的統一管理實現了社會資源和建設成本的有效節約。
而除了將資源發揮最大化效益之外，生態環保也是設計師們必須用心去推敲和琢磨的一項功課。正所謂「最小程度的破壞就是最大程度的保護」，遵循這樣的理念，設計師們對甌江北口大橋的橋型結構和錨碇進行深入的研討、分析和優化，大幅減少了林木砍伐和山體開挖，其中挖方減少了近11 萬方，墳墓拆遷減少了3000 余穴，節約建設資金約2 億元。
大橋的美，源自於協調共生。無論是資源、生態，抑或是景觀設計，都是相互依存、相互滲透、相互影響、相互制約的。因而，在景觀設計上，甌江北口大橋的設計師們將大橋結構造型元素充分的與溫州的自然環境、地域文化相融合，從橋外、橋內兩個層面，分主橋、引橋，以及日景、夜景，進行了寬視野、多視角的設計，並由此來提升大橋的建設品位和景觀效果。
橋外景觀層面，設計師們主要是從江中、岸上，仰視、俯視等多個視角來檢視甌江北口大橋的總體表現的。在充分尊重結構需求的基礎上，設計師們對 4 跨吊方案和 2 跨吊方案進行了細緻地比選，綜合美觀、合理、造價、施工等諸多因素，最後決定選取效果較好的4 跨吊方案。而被視作視覺焦點的中塔，設計師們更是花費了不少的心血。為了讓甌江北口大橋主橋呈現出雄偉挺拔、剛柔並濟、環境融合的最佳整體效果，設計師們專門研究了多種中塔A 型開放角度對景觀的影響，同時對錨碇造型、橋塔、主梁色彩展開了大量的比選研究。
此外，作為主橋不可分割的引橋，設計師們從協調性和統一性的角度出發，經多種方案的對比，決定採用線條柔和、墩頂弧線與斜腹板箱梁相承接、景觀過渡性好的花瓶墩造型。
在日夜景設計上，設計師們將重心聚焦在人的行車與視覺感受：如利用耐久性塗裝增加色彩，提升環境融合度、結構表現力和大橋辨識度；通過勾勒線條和色彩變換，突出大橋的輪廓與立體感。
用設計點亮品質之美
甌江北口大橋除了擁有技術性的美感之外，它也需要文化的滲透與積澱。如果說，日夜景賦予了甌江北口大橋以「眼」，那麼文化則賦予了甌江北口大橋以「神」。在橋內景觀設計上，設計師們從行車的視覺感受出發，結合甌越文化、開埠文化的歷史氣息，引用了甌派建築中舉折平緩的出檐設計。在橋塔視覺焦點之塔頂造型上，選取了溫州開埠後民國時期的門楣元素，寓意「甌江之門」。
來源：溫州甌江北口大橋工程
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