加拿大城市橋梁印象

穆祥純

（北京市市政工程設(shè)計研究總院，北京市 1000082）

0 引言

眾所周知，加拿大位于北美洲北部，其面積為998.467萬km2，居世界第二位；人口為3 149.95萬（2002年）。為了解加拿大在城市古老橋梁、城市大跨徑橋梁和其它現(xiàn)代城市橋梁的建設(shè)情況，以及該國如何在城市橋梁建設(shè)上體現(xiàn)傳統(tǒng)與創(chuàng)新的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，借鑒其成功做法，更好地從事我國的橋梁設(shè)計工作，筆者曾對加拿大的渥太華、多倫多、蒙特利爾和溫哥華等城市的城市橋梁建設(shè)進(jìn)行了實(shí)地考察，考察團(tuán)與加方相關(guān)的人員進(jìn)行了業(yè)務(wù)交流。

下面從城市古老橋梁、城市大跨徑橋梁和其它現(xiàn)代城市橋梁的建設(shè)情況及特點(diǎn)等，綜合論述加拿大在城市橋梁建設(shè)上的相關(guān)情況，以及啟示和建議。

1 古老和近代的城市橋梁

提起加拿大的城市橋梁，首先應(yīng)介紹其古老的城市橋梁。眾所周知，城市橋梁通常指城區(qū)范圍內(nèi)建造的跨河、跨江、跨海橋梁、立交橋梁及人行天橋等。一般將城市橋梁規(guī)范地稱謂為：“城市內(nèi)新建、改建的永久性橋梁和城市高架道路結(jié)構(gòu)，以及承受機(jī)動車輛荷載的其他結(jié)構(gòu)物?！毕旅嫱ㄟ^解析4座古老和近代的城市橋梁，來了解加拿大在橋梁方面的設(shè)計和建造理念。

1.1 古老的廊橋

在此次業(yè)務(wù)考察中，對加拿大古老的廊橋印象深刻。記得年輕時觀看電影《廊橋遺夢》時，曾使人們對廊橋產(chǎn)生過美好的遐想。廊橋主要集中在北美地區(qū)，因?yàn)樵?9世紀(jì)中葉，這種廊橋建造方便而且造價便宜，目前美國和加拿大都有不少遺存的廊橋?，F(xiàn)如今因?yàn)樽匀粸?zāi)害和人為的破壞，這種橋梁越來越少了?；仡櫲祟愒跇蛄航ㄖW(xué)上經(jīng)歷的時間磨練，最初架在小河之上的橋是用木頭，繩索和石頭等材料簡單羅列起來的。后來用一些更結(jié)實(shí)耐用的材料替代了它們，比如鐵、鋼，還有一些光纜鋼絲等?，F(xiàn)今的橋梁已不單單是供人們?nèi)粘Ｖ\生必需的通道，而是一種藝術(shù)，一種景觀。在加拿大的安大略湖上有很多這樣的廊橋：橋梁完全用類似屋頂一樣的帳篷遮掩著，這是一座有屋頂和墻壁的長廊橋。走在廊橋上感覺像走在長廊上，它可以保護(hù)橋的根基不受雨水或者烈日的暴曬等。所以，可以這樣說，這種古老的廊橋在人類的建橋史上，應(yīng)留下濃墨的一筆，見圖1所示。

圖1 加拿大的古老廊橋?qū)嵕?/p>

1.2 近代的巴拉德街大橋

在參觀考察中，對建于上個世紀(jì)30年代溫哥華的巴拉德街大橋留下很深的印象。這座古老的橋梁位于不列顛哥倫比亞省溫哥華城繁華處，建于1932年。大橋?yàn)椴捎脗鹘y(tǒng)藝術(shù)風(fēng)格裝飾的6車道鋼桁梁結(jié)構(gòu)。這座支承在四個橋墩上的五跨高橋橫跨福溪，連接該城的市區(qū)和基斯蘭奴。大橋兩端與引橋相連的橋跨是上承式華倫桁架。為便于航運(yùn)的要求，中跨采用了下承式普拉特桁架。中跨兩端宏偉的混凝土塔樓建在砌筑的橋墩之上，由凌空飛架在道路上方的廊道相連，并以建筑雕塑來裝飾，形成了橋上的塔門。大橋引橋和獨(dú)特的中跨統(tǒng)一設(shè)置了混凝土護(hù)欄，護(hù)欄頂部裝飾了路燈。橋塔凸臺結(jié)構(gòu)上建造有當(dāng)?shù)貧v史上著名人物的雕像。這座大橋連接巴拉德街和柏樹街，為從溫哥華到西南居民區(qū)提供了一個高等級的通道。大橋建成后，巴拉德街延伸到市中心。這座造型獨(dú)特的古老橋梁80 a來一直成為當(dāng)?shù)氐囊粋€地標(biāo)式建筑，見圖2所示。

圖2 溫哥華巴拉德街大橋?qū)嵕?/p>

1.3 近代著名的獅門大橋

獅門大橋（Lions'Gate Bridge）是加拿大卑詩省內(nèi)一座懸索橋，橫越布拉德內(nèi)灣，連接溫哥華市中心及北岸市鎮(zhèn)（北溫市、北溫區(qū)和西溫區(qū)）。大橋隸屬卑詩省1A及99號公路，是大溫地區(qū)內(nèi)的一條重要交通動脈，亦是溫哥華市的主要地標(biāo)之一。大橋于2005年3月24日被列為加拿大法定國家古跡，大橋名稱來自北岸山脈（North Shore Mountains）中的雙獅峰（The Lions）。獅門大橋全長1 517.3 m（4 978ft），連同北岸引道則長1 823 m。主橋跨為472 m，橋塔高度為111 m，離海面高度則為61 m。大橋有三條行車線，中央行車線可轉(zhuǎn)換方向以適應(yīng)交通流量。平日早上繁忙時間有兩條行車線前往溫市中心，下午繁忙時間則有兩條行車線前往北岸。大橋于1937年3月31日動工，1938年11月14日啟用。正式的開幕禮則于1939年5月29日舉行，由正在訪問加拿大的英國喬治六世國王和王后伊利沙白·鮑斯-萊昂主持。最初收費(fèi)為25加元，到1963年取消收費(fèi)。由于行車線和行人通道過于狹窄，當(dāng)局于2000年開始更換橋面。每條行車線由3m擴(kuò)闊至3.6m；行人通道則由1.2 m擴(kuò)闊至2.7m。工程于2001年完工，見圖3所示。

圖3 著名的獅門大橋?qū)嵕?/p>

獅門大橋是當(dāng)時世界上最長懸索橋之一，設(shè)計者是設(shè)計舊金山金門大橋的建筑師。這座名震北美的懸索大橋，因?yàn)榕c美國舊金山的金門大橋是同一設(shè)計師和同一造型，而被稱為小金門橋，見圖4所示。

圖4 大橋全景

1.3.1 大橋的結(jié)構(gòu)

大橋?yàn)殡p塔雙索面懸索橋，為柔性體系。橋梁南岸錨固于斯坦利公園山體內(nèi)，橋梁在此端無引橋，北岸錨固于河岸旁的人工錨碇內(nèi)，錨碇為混凝土結(jié)構(gòu)。在邊跨梁端有轉(zhuǎn)向裝置，將主纜偏轉(zhuǎn)一定角度后錨固于河岸內(nèi)，邊跨通過引橋與北岸市鎮(zhèn)相接。橋梁主纜共2根，每側(cè)吊桿（邊跨和中跨）共47根，邊跨最外側(cè)及中跨跨中有一根鋼性吊桿。大橋主梁為鋼桁架梁，上設(shè)鋼橋面板。主塔為桁架結(jié)構(gòu)，設(shè)四道X型斜撐及四道一字型橫撐，引橋?yàn)殇摌颍瑸槊芸邕B續(xù)結(jié)構(gòu)。大橋鋼結(jié)構(gòu)主要通過鉚釘連接，大橋欄桿簡潔大方，見圖5～圖10所示。

圖5 大橋錨固端實(shí)景

圖6 大橋主纜及轉(zhuǎn)向裝置實(shí)景

圖7 大橋欄桿及步道實(shí)景

圖8 大橋錨碇實(shí)景

圖9 大橋主塔實(shí)景

圖10 大橋鋼主梁及吊桿實(shí)景

1.3.2 大橋交通組織

大橋初始設(shè)計為雙向2車道及人行步道（含自行車通行）。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市的擴(kuò)展，使獅門大橋的日交通量負(fù)載超過了40%。由于從北溫哥華海岸進(jìn)入西溫哥華城只有兩個通道，為緩解上下班、進(jìn)出城汽車堵塞狀況，交通部門調(diào)整路標(biāo)，縮小車道寬度，將原設(shè)計為2車道的橋面改成了3車道，行人通道則由1.2 m擴(kuò)闊至2.7 m。同時采取變線管理方式，中央行車線可轉(zhuǎn)換方向以迎合交通流量。高峰期雙車道進(jìn)出，即上午雙車道進(jìn)城，一車道出城，下午雙車道出城，一車道進(jìn)城。因地制宜的管理手段和良好的交通秩序，以及其他多種交通運(yùn)輸方式的補(bǔ)充，形成了西、北溫哥華兩地區(qū)暢通的交通，為當(dāng)?shù)厣鐣徒?jīng)濟(jì)發(fā)展作出了突出的貢獻(xiàn)。大橋上設(shè)有車輛行駛信號燈，為避免船只撞擊大橋，大橋梁底設(shè)有過往船只航標(biāo)燈。見圖11～圖14所示。

圖11 非機(jī)動車道實(shí)景

圖12 交通信號燈實(shí)景

圖13 航標(biāo)燈實(shí)景

圖14 橋面轉(zhuǎn)換車道標(biāo)線實(shí)景

1.3.3 大橋的美學(xué)

大橋整體輕盈、優(yōu)美的設(shè)計，宛如一條長虹橫跨溫哥華巴拉德灣海峽出口，連接著西溫哥華和北溫哥華地區(qū)，是進(jìn)入北美西岸繁忙的港口城市溫哥華的標(biāo)志性建筑。

獅門大橋北岸的富人區(qū)依山傍海，環(huán)境十分優(yōu)美。為了配合綠化，橋的的顏色由原來的紅色而改為綠色。

大橋橋頭的石獅子及雕塑已有七十多年，本身就是一件藝術(shù)品，石獅子威武雄健，充滿陽剛之氣，宛如一對武士守衛(wèi)著獅門大橋，整體雕塑與大橋及周邊的環(huán)境非常和諧。

1.3.4 大橋的耐久性

盡管近70 a過去了，大橋未曾發(fā)生過被船只撞擊或車輛壓壞橋面的現(xiàn)象，已超過18 a設(shè)計使用壽命的獅門大橋依然風(fēng)度翩翩，只身橫跨巴拉德灣海峽出口，承擔(dān)著海峽兩岸的正常交通通行。這主要得益于其良好的設(shè)計、精心的管養(yǎng)、合理的交通組織。當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門定期對大橋進(jìn)行涂刷防腐漆、橋下設(shè)有航道指示燈，對通航船只的高位、位置有著嚴(yán)格的要求；橋上也對車輛的噸位、車型有著嚴(yán)格的要求。相比于我國國內(nèi)某些大橋還未投入使用就被撞擊或在使用中被撞塌落，的確值得人們深思。

1.4 近代著名的卡普蘭奴吊橋

卡普蘭奴吊橋位于北溫哥華市的卡普蘭奴河谷上，是溫哥華最古舊的旅游勝地，號稱是全世界最長及最高的人行吊橋，于1899年建成已有百年以上歷史。距離橋底下的嘉碧蘭奴河約有230 m高，吊橋全長約137 m（450 ft），是世界最長最高的步行天橋，這座觸目驚心卻穩(wěn)如泰山的吊橋，可謂舉世聞名，吸引著世界各地的游客，見圖15所示。

圖15 卡普蘭奴吊橋全景

卡普蘭奴公園具有百年歷史，當(dāng)時設(shè)計此吊橋有一定的難度，橋面由2根鋼絲主纜構(gòu)成，通過一系列的豎向小吊桿鋼絲連接木橫梁，木橫梁上鋪設(shè)人行道木板，兩側(cè)防護(hù)裝置由鋼絲網(wǎng)組成，吊橋高高懸掛于深山峽谷之上。由于風(fēng)大，且橋梁非常柔，游客走在上面搖搖晃晃，搖晃的程度相當(dāng)厲害，底下滿布激流崖石，不但需要勇氣，還要克服吊橋晃動帶來的緊張感?；蝿拥牡鯓颉⑼募钡纳较?、參天的古木，令游客嘆為觀止、流連忘返。

吊橋地處格魯斯群山環(huán)抱之中，鄰近的景點(diǎn)多，風(fēng)景宜人，一年到頭都不缺游客。吊橋所在公園曾獲加拿大旅游業(yè)最佳創(chuàng)意獎、2003年獲最佳經(jīng)營獎，作為一個占地不過百頃的園林，僅門票收入每年就達(dá)數(shù)千萬加元。卡普蘭奴在游客如云之地不僅保護(hù)了環(huán)境，而且拓展了集刺激性、教育性和紀(jì)念性于一體的豐富內(nèi)容，它向人們提供了在世界最美的雨林中暢游的機(jī)會，歷史和現(xiàn)實(shí)在這里交匯，人類和自然親近和諧，環(huán)境保護(hù)和商業(yè)經(jīng)營相得益彰?？ㄆ仗m奴再次告訴人們，創(chuàng)意是品牌的基礎(chǔ)，是價值和效益的根本保障。

2 現(xiàn)代大跨徑城市橋梁

此次赴加拿大考察其城市橋梁建設(shè)，深感加拿大在建造現(xiàn)代城市大跨徑橋梁方面走在了世界的前列，特別是在橋型選擇與周圍景觀的有機(jī)結(jié)合上，在新材料、新技術(shù)、新工藝的創(chuàng)新應(yīng)用上，有著很成功的經(jīng)驗(yàn)和做法，下面就幾個典型大跨徑城市橋梁工程進(jìn)行綜合論述和分析。

2.1 著名的聯(lián)邦大橋

加拿大的聯(lián)邦大橋（Confederation Bridge）是世界上一座著名的大橋，它是連接著愛德華王子島與新伯倫瑞克省之間的橋梁。這座大橋于1993年動工，1997年完工通車，全長近13 km(8 miles)為兩線道的快速道路，限速80 km/h，建造了65個橋墩。為了讓船只順利通過，水面與橋面的距離特別拉高到61 m。為減少潮水和風(fēng)的沖擊力，還設(shè)計了3個轉(zhuǎn)折彎道，因此聯(lián)邦大橋并非筆直地橫跨在海上。大橋地處鹽水冰凍區(qū)，設(shè)計基準(zhǔn)期為100 a。車流量為2 000～3 000 pcu/d。大橋全長13 km，橋軸線呈S形布置，設(shè)計時速80 km/h。主橋結(jié)構(gòu)采用2跨165 m及43跨250 m的PC連續(xù)箱梁，新布努斯維克側(cè)引橋?yàn)?跨66 m及13跨93 mPC連續(xù)箱梁，14個墩，長1.29 km；愛德華王子島側(cè)引橋?yàn)?跨93 m、1跨60 m、1跨30 mPC連續(xù)箱梁，PEI側(cè)引橋7個墩，長580m；主橋共計44個墩，長11 km，預(yù)制長度190 m，橋?qū)?1 m，2車道，另加1.75 m緊急帶；橋梁平均高度40m，凈空220m×23m，最大高度87m（從基礎(chǔ)底部至橋面）。通航孔高60m，凈空55 m，172 m寬；水深35 m，上下部結(jié)構(gòu)均為全預(yù)制混凝土構(gòu)件，預(yù)制箱梁高從4.5m到14m，采用了體外預(yù)應(yīng)力索。橋位處地質(zhì)條件較好，均為砂巖地質(zhì)，基礎(chǔ)采用重力式基礎(chǔ)；八邊形墩身及薄殼結(jié)構(gòu)，厚度4 m，半徑20 m。海域水流流速為2.0 m/s，潮差2.0 m。施工期為3 a（含設(shè)計時間）。工程概算8.3億加元。大橋的維護(hù)工作定期由專業(yè)公司進(jìn)行；養(yǎng)護(hù)工作按每周一次6 h，每年一次為期一周的檢查。對于大風(fēng)控制，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到90 km/h(25 m/s)時，大集裝箱車則被禁止通行，當(dāng)風(fēng)速超過150 km/h(42 m/s)時，大橋則封閉交通。目前大橋的總體運(yùn)行情況正常，見圖16所示。

圖16 加拿大的聯(lián)邦大橋?qū)嵕?/p>

2.2 金穗大橋

考察中，大家都對金穗大橋（Golden Ears Bridge）留下深刻的印象。這座大橋是加拿大卑詩省大溫哥華地區(qū)的一條拱背式矮塔斜拉橋，它連接菲沙河北岸的楓樹嶺和南岸的蘭里鎮(zhèn)。大橋由大溫地區(qū)的公共交通機(jī)構(gòu)運(yùn)輸聯(lián)線擁有和管理，橋下凈空有40 m，總長度2 410 m（7 907 ft），是目前北美洲最長的拱背式橋梁。金穗大橋于2006年動工，費(fèi)時三年多興建，耗資8億8百萬加元，由CH2M Hill和Bilfinger Berger合資興建。這座大橋于2009年6月16日正式通車。從遠(yuǎn)處眺望這座大橋，拱背式的矮塔斜拉橋式結(jié)構(gòu)、平行的斜拉索和多塔單柱型橋塔在海面上顯得十分雄偉和協(xié)調(diào)，不愧為一座經(jīng)典的橋梁佳作，見圖17所示。

圖17 溫哥華金穗大橋?qū)嵕?/p>

2.3 著名的彩虹橋

位于著名的旅游勝地尼亞加拉瀑布附近的彩虹大橋是一個以鋼結(jié)構(gòu)建成的拱橋結(jié)構(gòu)，大橋連接美國與加拿大邊境。彩虹橋橫跨尼亞加拉河并連接紐約州尼亞加拉瀑布城及安大略省的尼亞加拉瀑布城，共有4條行車線(每方向2條)及行人通道，大橋的橋跨為289.5 m，為鋼系桿拱，大橋的兩側(cè)分別為傳統(tǒng)的拱式鋼結(jié)構(gòu)副孔。在彩虹橋以北約16 km，另建有一座與彩虹橋設(shè)計接近的利維斯頓-昆士頓橋(Lewiston-Queenston Bridge)。彩虹橋建于較早期的蜜月橋舊址附近，蜜月橋又名Falls View橋，官方名稱則為上鋼拱橋(Upper Steel Arch Bridge)，于1938年1月27日因河上冰暴而倒塌。由美國及加拿大聯(lián)合的組織，早已考慮重建一條新橋梁代替，而倒塌事件加速了興建的大橋工程。英皇喬治六世及當(dāng)時未登基的伊利沙白二世在1939年訪問加拿大時，曾到尼亞加拉瀑布參觀，并為橋梁進(jìn)行奠基儀式，豎立了紀(jì)念牌匾。彩虹橋工程于1940年5月開始興建，大橋在1941年11月1日進(jìn)行啟用儀式。該橋已成為當(dāng)?shù)匾坏懒聋惖娘L(fēng)景線，見圖18所示。

圖18 尼亞加拉彩虹大橋?qū)嵕?/p>

2.4 瑞赤默頓大橋

加拿大瑞赤默頓（Richmond?Bridge）大橋位于89號公路上，主線全長1 900 m，主橋?yàn)槿缡阶兘孛孢B續(xù)梁，主跨220 mPC，單箱雙室，雙幅分離布置；橋?qū)?8 m，橋下凈空50 m；引橋?yàn)榈冉孛鍼C連續(xù)箱梁，跨徑64 m，采用分節(jié)預(yù)制、每跨4節(jié)；主墩基礎(chǔ)1.8 m鉆孔灌注樁，引橋基礎(chǔ)為工字鋼樁；工程概算3億美元，其中主橋1億美元。施工期從1999年至2002年，采用設(shè)計-施工聯(lián)合體方式運(yùn)作。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計采用了體外預(yù)應(yīng)力、環(huán)氧涂層鋼筋技術(shù)。上部施工根據(jù)橋型特點(diǎn)分別采用了三種施工法，整體預(yù)制架設(shè)、節(jié)段預(yù)制拼裝及懸臂澆筑施工方法。

2.5 著名的天空之橋

位于加拿大卑詩省大溫哥華地區(qū)的天空之橋（Skybridge）是一座新型斜拉橋，于1989年建成。這座城市橋梁橫跨當(dāng)?shù)氐姆粕澈樱B接二埠市和素里市。大橋主跨長340m，包括引道全長為616m，系當(dāng)時世界上最長的鐵路專用橋。大橋?qū)龠\(yùn)輸聯(lián)線轄下的溫哥華架空列車專用，有兩組路軌供博覽線列車往返溫哥華市中心的Waterfront車站和素里市的King George車站；另外有第三組路軌以供運(yùn)載維修器材。天空之橋離水面高度45m，橋塔高度為117m，采用A型塔，纜索采用分散式。這座鐵路專用橋造型優(yōu)美，線條流暢，既滿足鐵路運(yùn)營要求，其橋型又與周圍的環(huán)境融為一體，特別是A型塔的上端涂成紅色，十分醒目。這座大橋已成為當(dāng)?shù)匾粋€標(biāo)志性的建筑物，見圖19所示。

圖19 加拿大著名的天空之橋?qū)嵕?/p>

3 加拿大的其它城市橋梁

眾所周知，加拿大地處北美，緯度高，冬季氣溫低、冰凍期長，因此橋梁及交通設(shè)施的設(shè)計、施工及管養(yǎng)均要考慮以上因素。加拿大道橋建設(shè)歷史悠久，此次重點(diǎn)考察的401號公路，多倫多、溫哥華、渥太華、蒙特利爾四個城市的橋梁大部分都是上世紀(jì)60、70年代建設(shè)的，有一部分甚至是上個世紀(jì)30年代建設(shè)的，因此，考察這些交通工程、橋梁的設(shè)計特點(diǎn)及使用狀況，對改善我國的工程設(shè)計，提高道橋工程的使用壽命有著積極的意義。

3.1 加拿大城市橋梁的設(shè)計特點(diǎn)

此次重點(diǎn)考察了四個城市市區(qū)與最具代表性的401號公路的橋梁，以及交通設(shè)施的設(shè)計、使用情況。401公路又名麥克唐納-卡迪亞公路，是一條橫貫加拿大安大略省南部高速公路，西起溫莎市，東至安大略省和魁北克省的邊界，并連接魁北克20號高速公路前往蒙特利爾。401號省道是世上最繁忙的公路之一，亦是安大略省經(jīng)濟(jì)的大動脈。從考察結(jié)果來看，主要有以下設(shè)計特點(diǎn)：

（1）除個別景觀橋外，所有橋梁均采用簡單結(jié)構(gòu)。主要為混凝土簡支梁、連續(xù)梁等普通結(jié)構(gòu)。連續(xù)梁變截面橋數(shù)量較多，橋梁樸實(shí)無華，注重功能。橋梁一般為2～3跨，因建成年代較久，城市跨線橋梁一般均為舊橋，橋梁外觀較好，墩柱外觀較為簡捷實(shí)用。

（2）所有橋梁未設(shè)防撞角鋼、防撞門架，也未見橋梁有刮蹭、被撞破壞現(xiàn)象。主要原因有2個，一是汽車的高度嚴(yán)格按國家標(biāo)準(zhǔn)出廠生產(chǎn)，未有私自改裝加高等現(xiàn)象，二是橋梁凈空盡量按高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，凈空高度沒有劃分成很多種類型。

（3）所有汽車白天均打開照明小燈。因加拿大緯度高，天氣變化快，故自然光照度變化也快，而加拿大地廣人稀，高速公路上和橋梁上也不設(shè)照明，根據(jù)加拿大法律，汽車出廠銷售時，就必須設(shè)置白天照明燈，只要汽車啟動引擎，照明燈就自動打開。根據(jù)調(diào)查，采用此措施，汽車在公路上行駛事故率下降了70%。雖然汽車照明增加了一些費(fèi)用，但減少的交通事故率也大大節(jié)約了潛在的經(jīng)濟(jì)損失及減少了車上人員的傷亡。同樣，也大大減少了橋梁上的交通事故。

（4）防撞護(hù)欄立柱間距很小、橫向防撞波紋鋼采用雙層，防撞等級高，安全性較高。除非有牧場，高速路路側(cè)一般不設(shè)防撞護(hù)欄，路側(cè)與周圍自然灌木林融為一體，也減少了投入，見圖20所示。

圖20 高等級橋梁防撞護(hù)欄實(shí)景

（5）橋梁養(yǎng)護(hù)有待加強(qiáng)。因加拿大的城市橋梁建設(shè)較早，橋梁大多已經(jīng)達(dá)到或超過設(shè)計使用期，部分橋梁已經(jīng)破損比較嚴(yán)重（見圖21、圖22）。多倫多市區(qū)部分早期鋼橋梁銹蝕比較嚴(yán)重，如多倫多靠近多倫多塔附近火車站的上跨鐵路橋，建于20世紀(jì)30年代，鋼梁及鋼橫梁銹蝕比較嚴(yán)重，未見除銹、防腐處理等措施。蒙特利爾市401號公路進(jìn)入城區(qū)段的立交橋建于上世紀(jì)50年代，為混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土明顯有混凝土剝離、露筋銹蝕、滲水等現(xiàn)象，也未見采取明顯的加固維修等措施。說明在橋梁養(yǎng)護(hù)方面，管理單位也有值得思考的地方。

圖21 蒙特利爾市橋梁墩柱開裂、主梁破損實(shí)景

圖22 多倫多市區(qū)鋼梁橋銹蝕情況實(shí)景

3.2 城市跨線橋梁

圖23系筆者在行車途中拍攝到的多倫多市區(qū)拍攝的多倫多市某城市跨線橋的照片，該橋梁采用單孔剛架結(jié)構(gòu)。這座城市橋梁的特點(diǎn)有三點(diǎn)：一是采用單孔剛架結(jié)構(gòu)，其剛架的兩側(cè)立柱嵌固在兩個橋臺中，充分利用圬工結(jié)構(gòu)的體量來承擔(dān)剪力和彎矩，受力很合理；二是剛架的上弦桿的下緣為圓弧線，且兩側(cè)的橋臺與剛架形成錯臺，即在立面上增加了線條，有利于橋型的美觀；三是橋梁的欄桿采用現(xiàn)澆式防撞欄板有利于防撞的功能。

圖23 多倫多市某城市跨線橋（單孔剛架）實(shí)景

圖24系筆者拍攝的多倫多市某城市立交橋梁的照片，這座橋梁為多跨連續(xù)彎箱梁結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)有三點(diǎn)：一是上部主梁采用多跨連續(xù)彎箱梁結(jié)構(gòu)，且箱梁的腹板為直立型，體現(xiàn)了20世紀(jì)70年代加拿大設(shè)計師思路和當(dāng)時的建造水平——既實(shí)用和簡單的理念；二是橋墩采用Y型墩，既美觀、協(xié)調(diào)又能滿足橋梁受力的需要；三是橋梁的欄桿同樣采用現(xiàn)澆式防撞欄板有利于防撞的功能。

圖24 多倫多市某城市立交橋梁（連續(xù)彎箱梁）實(shí)景

圖25為蒙特利爾市城市跨河橋，該橋的結(jié)構(gòu)型式為為三跨連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，跨徑布置為（37＋62＋37）m，雖屬常規(guī)的橋梁，但其設(shè)計特點(diǎn)還是顯而易見的。一是主梁采用三跨變截面的鋼箱梁，其設(shè)計呈現(xiàn)安全、舒展的特點(diǎn)，滿足橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性要求。二是橋墩采用矩形橋墩既滿足受力需要，又有利于河流的通過和經(jīng)受船舶的撞擊。三是防撞欄桿采用與主梁的懸臂澆注在一起，既可滿足防撞的受力需求，且在線形上與主梁相協(xié)調(diào)和呼應(yīng)，呈現(xiàn)整體橋型線條流暢，美觀大方。四是鋼箱梁涂成淺藍(lán)色，既可防腐，且色彩與周圍的景色融為一體。這座橋梁舒展的橋型給人們留下很深的印象。

3.3 新型人行橋和人行天橋

3.3.1 造型新穎的管狀結(jié)構(gòu)人行橋

加拿大的卡爾加里市在21世紀(jì)的頭十年里，投資2 450萬美元修建一種新型人行天橋。該橋梁設(shè)計由西班牙圣地亞哥卡拉特拉瓦公司設(shè)計。人行橋的外形采用紅色和白色德爾管狀結(jié)構(gòu)，將跨越弓河連接北岸市區(qū)，將使人們更容易步行或騎自行車出城。橋梁采用跨度為130 m長的單跨橋，設(shè)有單獨(dú)的人行道和自行車道。橋護(hù)欄將采用玻璃完全覆蓋，以便全年任何時間使用（遮蔽風(fēng)雨），以及夜間照明。加拿大一位資深的橋梁設(shè)計師曾感嘆到：“和平大橋是一座高度精密的橋梁，看似很簡單，但是在我們以前的設(shè)計中從來沒有過。”該橋定于2010年底完成，大橋預(yù)計的使用壽命為15a。這座造型新穎、獨(dú)特的人行天橋應(yīng)該對我們有啟迪和借鑒之處，見圖26所示。

圖25 蒙特利爾市城市跨河橋（三跨連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)）實(shí)景

圖26 卡爾加里的新型人行橋梁實(shí)景

3.3.2 蒙特利爾某城市人行天橋

圖27系筆者拍攝的加拿大某城市兩個辦公大樓之間的一座現(xiàn)代人行天橋。該過街天橋墩柱與主梁為采用固結(jié)的方式，人行過道采用全封閉的建筑裝修方式，其特點(diǎn)有三：一是主梁與墩柱固結(jié)（剛結(jié)）方式，其結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性均可滿足要求。二是在材質(zhì)的選擇上，通道的封閉材料選用了現(xiàn)代流行的玻璃幕墻材料，與大廈周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。三是主梁、封閉的人行通行過道均采用綠色調(diào)、墩柱采用灰色調(diào)，從外觀上比較典雅和富有質(zhì)感。

圖27 蒙特利爾某人行天橋?qū)嵕?/p>

3.3.3 溫哥華市某人行天橋

圖28系筆者拍攝的加拿大溫哥華市兩個辦公大樓之間的一座建于上世紀(jì)70年代的人行天橋。該過街天橋墩柱與主梁為采用固結(jié)的方式，人行過道采用半封閉的建筑裝修方式（頂部為露天），其特點(diǎn)有三：一是主梁為鋼結(jié)構(gòu)，可充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，并與墩柱固結(jié)（剛結(jié)）方式，其結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性均可滿足要求。二是在材質(zhì)的選擇上，選用了現(xiàn)代流行的鋁扣板材料，可與大廈周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。三是主梁、墩柱和封閉的人行通行過道均采用灰色調(diào)，從外觀上比較典雅和富有質(zhì)感。

圖28 溫哥華市某人行天橋?qū)嵕?/p>

4 相關(guān)啟示和建議

（1）在城市橋梁特別是大跨徑城市橋梁的結(jié)構(gòu)選型方面，加拿大人順應(yīng)了世界橋梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢，呈現(xiàn)了很強(qiáng)的創(chuàng)新意識和實(shí)用功能。在最近30a間，加拿大建造了許多現(xiàn)代大跨徑城市橋梁，其特點(diǎn)主要呈現(xiàn)以下兩個特點(diǎn)：一是在結(jié)構(gòu)選型上因地制宜，既有懸索結(jié)構(gòu)又有斜拉結(jié)構(gòu)，既有拱式結(jié)構(gòu)，又有梁式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)選型以發(fā)揮該種結(jié)構(gòu)的綜合力學(xué)優(yōu)勢為主；二是在跨徑的確定上，并非單純追求跨徑上的新突破和世界第一，而是將創(chuàng)新性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)籌考慮和綜合確定。這兩個方面的成功經(jīng)驗(yàn)的確值得人們深入思考和借鑒。

（2）加拿大在長大橋梁建筑用材上，主要采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)，其中城市橋梁以鋼結(jié)構(gòu)居多，而海上長大橋梁則以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)居多。究其原因，一是海上長橋工程規(guī)模大、材料用量多，采用混凝土預(yù)應(yīng)力有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢；二是預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟確保了海上長大橋梁的工程質(zhì)量、橋梁耐久性及施工工期（如加拿大的聯(lián)邦大橋）。因此，應(yīng)在這些方面學(xué)習(xí)其有益的經(jīng)驗(yàn)和做法。

（3）在景觀及環(huán)保方面，同城市橋梁相比，加拿大海上長橋的景觀設(shè)計未能引起足夠重視，景觀效果欠缺，但注重適用性、結(jié)構(gòu)型式簡單；同時，十分注重環(huán)保設(shè)計，如在某大橋人工島設(shè)計中，對于島上生活污水的排放專門采用污水管排往內(nèi)陸。而在旅游區(qū)的大橋則十分重視附屬設(shè)施的設(shè)置（如著名的獅門大橋）。

（4）在施工組織方面，加拿大橋梁的施工一般采用結(jié)構(gòu)預(yù)制化、工廠化、專業(yè)化；大力實(shí)施施工機(jī)械化和設(shè)備大型化，橋梁構(gòu)件的設(shè)計盡可能簡單化，便于加快施工進(jìn)度、工程質(zhì)量控制，并節(jié)約昂貴的人力資源；同時重視施工組織設(shè)計，特別是施工計劃安排及進(jìn)度控制。施工工序的安排多采用流水作業(yè)，以提高工作效率，保障施工進(jìn)度。

（5）在城市橋梁的設(shè)防上，所考察的幾座海上長大橋梁，由于所處地域自然環(huán)境的不同，有的橋梁橋墩設(shè)計在構(gòu)造上主要是考慮防止浮冰的撞擊，而另一些橋梁則主要是考慮防船舶撞擊。結(jié)構(gòu)一旦遭到撞擊，他們有一套快速修復(fù)系統(tǒng)在最短時間里修復(fù)結(jié)構(gòu)。在城市橋梁跨線橋的設(shè)防上，所有橋梁未設(shè)防撞角鋼、防撞門架，也未見橋梁有刮蹭、被撞破壞現(xiàn)象。一是汽車高度嚴(yán)格按國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出廠，未有私自改裝加高等現(xiàn)象；二是橋梁凈空盡量按高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，凈空高度沒有劃分成很多種類型。這些亦是我國的工程技術(shù)人員應(yīng)對比和思考的。

（6）在橋梁結(jié)構(gòu)防腐蝕方面，在橋梁鋼材防腐設(shè)計觀念上，加拿大人反對使用環(huán)氧涂層鋼筋，認(rèn)為環(huán)氧涂層會降低鋼筋與混凝土之間的握裹力，使得這兩種材料的互補(bǔ)優(yōu)勢無法發(fā)揮出來以致降低了材料使用效率。因此，他們主張通過改進(jìn)混凝土本身的材性來提高結(jié)構(gòu)的耐久性標(biāo)準(zhǔn)。同時他們在橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性方面也采取了許多技術(shù)措施和管理措施，也值得借鑒。

（7）在交通控制及運(yùn)營管理方面，所考察的橋梁工程中，因建設(shè)較早其交通工程的硬件設(shè)施先進(jìn)性都不夠，基本上未安裝交通監(jiān)控系統(tǒng)，取而代之的是人為管理，交通管理借助機(jī)動的巡邏車來維護(hù)。但其設(shè)計則較為靈活，同樣是高速公路通道，其車道數(shù)一般只有2～4車道，且通常不設(shè)中央分離帶，減少了橋梁寬度，大大降低了工程造價；而為了彌補(bǔ)車道數(shù)少帶來交通管理問題，在設(shè)計上處處體現(xiàn)了以人為本的指導(dǎo)思想，如在海上長橋上每隔750 m設(shè)置安全島便于車輛的臨時停靠、緊急事故的處理，在道路兩側(cè)設(shè)置類似搓板結(jié)構(gòu)的路緣帶起到交通警示作用。而在橋梁的養(yǎng)護(hù)管理上，他們非常重視日常養(yǎng)護(hù)管理，并且在設(shè)計階段就從構(gòu)造上考慮了結(jié)構(gòu)的可維護(hù)和可更換問題。這些做法也值得學(xué)習(xí)。

（8）他山之石，會對我國城市橋梁建設(shè)者和同行們提供相關(guān)的啟示，有很多值得學(xué)習(xí)和借鑒的東西。讓大家攜起手來，汲取人類所創(chuàng)造的一切文明財富，進(jìn)一步推動我國城市橋梁建設(shè)的健康發(fā)展，促進(jìn)祖國現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程。