桥梁设计师详解常泰长江大桥“如意”成型

本文转自：人民日报客户端

近日，远远望去，由中铁大桥院勘测设计，中铁大桥局等单位施工的常泰长江大桥两个已建成的专用航道桥与建设中的主桥遥相呼应，一高一低，一仰一俯，江心空间钻石型主塔如宝瓶矗立，两侧专用航道桥似如意横卧。

中铁大桥院副总工程师，常泰长江大桥项目负责人郑清刚介绍，该桥桥位处南北两侧均有一个Ⅰ-（3）级航道，必须满足5000吨级海船上进上出双向通航的需求。综合考虑航道、大堤位置等因素，两个专用航道桥均采用主跨388m的公铁两用钢桁拱桥方案，一跨跨过航道水域，也由此让常泰长江大桥中的两座专用航道桥成为世界上跨度最大的公铁两用钢拱桥。

“两座专用航道桥均由不同形式的钢制杆件组合而成。”中铁大桥院常泰长江大桥专用航道桥负责人李少骏介绍，专用航道桥拱肋轴线为“以直代曲”的多段折线，每个主桁节点处，都需要平联斜杆和横撑来连接两个不共面的平面。若按传统设计方法，通过平联节点板多次弯折来适应连接螺栓布置空间要求，就会造成平联节点板尺寸过大、空间狭小，从而给焊接、涂装造成不便。

有没有一种方法，不仅能让大桥杆件连接处更加简洁，也能让施工过程中的焊接涂装变得更加方便？

在设计团队的启发下，李少骏突发奇想，平联系统线为什么非要和主桁系统线共面呢？如果构造一个独立的平联系统线，不仅可以解决平联节点板多次弯折问题，还能使平联偏移产生附加弯矩控制在很小的范围。而团队一直以来所采用的钢桁梁BIM正向设计手段，刚好能让这种复杂的空间几何问题变得简洁明晰。基于以上条件，设计团队提出“一种变高度桁架弯折节点结构的设计方法”，成功解决了这一难题。

常泰长江大桥一侧是吴文化的发源地之一，大桥名称中的‘常泰’二字，不仅代表着大桥连接常州、泰州两地，更蕴含着中华传统文化‘常享通泰’之意。

中铁大桥院常泰长江大桥桥梁建筑造型项目负责人余璐介绍，常泰长江大桥主航道桥桥塔整体造型形如“宝瓶”，意为永保平安；专用航道桥为拱桥造型，状似“如意”，意为吉祥如意；整座大桥造型寓意“平安如意，常享通泰”，象征着中华民族追求“保平安，求如意，祈通泰，愿恒久”美好生活的愿景。

在余璐看来，“桥梁美学是结构力学的延伸与体现，追求‘美学’必须建立在‘力学’基础之上。”例如，在设计专用航道桥钢桁拱曲线过程中，设计团队通过对专用航道桥进行多种矢高拱高分析研究，并结合结构受力和桥梁美学要求，最终选取了11米矢高、55米拱高方案，比例匀称和谐，使整个专用航道桥呈现出圆润、通透、流畅的景观效果。

据介绍，常泰长江大桥于2019年10月全面开工建设，计划2025年上半年建成。

记者 张翀 通讯员 张金涛 王梦宇

来源：工人日报