龙永高速公路桥梁景观护栏设计

徐 超，陈洪林

(1.长沙中路虎臣工程技术咨询有限公司，湖南 长沙 410005；2.湖南省永龙高速公路建设开发有限公司，湖南 永顺 416700)

龙永高速公路桥梁景观护栏设计

徐 超1，陈洪林2

(1.长沙中路虎臣工程技术咨询有限公司，湖南 长沙 410005；2.湖南省永龙高速公路建设开发有限公司，湖南 永顺 416700)

依托龙永高速公路工程,针对高速公路自身特点及其所处区域自然、人文环境的特点, 设计了一种高速公路桥梁护栏的景观造型。该景观造型美观、诱导性强、视觉通透性良好, 体现了强烈的民俗文化特色,为龙永高速公路提供了更舒适的运营环境,为混凝土护栏的景观设计提供了经验。

高速公路； 桥梁护栏; 景观设计

0 引言

桥梁护栏是桥梁的安全设施，同时也是一道公路景观，除了应具有诱导视线和保障行车安全的功能，还要有与环境协调的外观造型。但现有高速公路桥梁护栏设计偏重安全功能，忽略景观功能，致使护栏形式千篇一律，个性不足，不能充分展示项目特点和地域的自然、人文景观及历史、民俗文化特色，无法满足人们对景观越来越高的需求。因此在对湖南省龙永高速公路桥梁护栏进行优化设计时, 采用了一种新型的镂空型景观护栏, 本文将对其设计作出介绍。

1 景观设计要素调查

湖南省龙山至永顺高速公路地处湘西武夷山腹地，呈南北向纵贯湘西自治州龙山县和永顺县，沿途风景秀丽，名胜古迹较多，沿线均为土家族、苗族等少数民族聚居区，区域文化特色鲜明，自然、人文景观交相辉映，民族风情浓郁迷人。

1.1 自然景观

湘西的地形有“八山一水一分田”之说，属于云贵高原的东缘，是典型的石灰岩地质。主要的自然景观有乌龙山大峡谷、德夯峡谷、南华山国家森林公园、凤凰山省级森林公园、红石林国家地质公园、猛洞河、屯粮山、坐龙峡、不二门等。

1.2 历史文化

湘西不只是有奇异俊秀的山川景色，而且有博大精深、源远流长的历史文化，如凤凰古城、里耶古城、老司城、南方长城、虹桥风雨楼、吊脚楼、鼓楼、沱江水车等。

1.3 民俗文化

湘西地域多民族的和谐共处，形成丰富的民俗文化繁荣共存的景象。体现湘西民俗文化的有当地的民俗节日，苗族的“四月八”、赶秋，土家族的赶年、六月六，侗族的芦笙节等传统节庆；体现民族服饰、文化的有苗族的蜡染、银饰，土家族的“西兰卡普”、剪纸等。

2 景观设计原则

桥梁景观护栏设计通过对龙永高速公路沿线自然、人文景观元素的分析，提炼出设计可应用的元素，采用抽象、联想、形象思维等方法将元素加工修饰，尽量用简洁、流畅、抽象的线条来体现设计元素的主题，综合考虑桥梁护栏的视线诱导作用和景观效果。主要遵循以下原则：

1)严格遵守我国工程建设标准强制性条文相关规定。

2)坚持以人为本，以“安全、环保、美观、和谐”为设计理念。

3)满足桥梁护栏的安全防护能力，体现设计安全性。

4)体现龙永高速公路沿线的自然、人文的特点。

5)坚持景观设计技术可行、经济实用。

6)护栏设计应方便施工，有利于标准化、规模化生产。

3 景观护栏方案比选

龙永高速公路桥梁护栏结构形式以通过对设计元素的提取, 结合护栏本身的结构特点, 提出镂空、沉(浮)雕以及顶部造型共3大类共计8种景观设计方案。

3.1 方案组一：镂空景观

代表方案：平安锁镂空方案(图1)、南长城镂空方案(图2)。平安锁、南长城作为湘西州民俗、历史文化的典型代表，辨识度高，造型美观简洁。

方案优点：安全性好，造型美观，视线通透性好，镂空形象鲜明易辨识，寓意深刻。方案缺点：受造型尺寸限制，镂空面积较小，施工难度居中。

图1 平安锁镂空方案

图2 南长城镂空方案

3.2 方案组二：沉(浮)雕景观

代表方案：南长城浮雕方案(图3)、小背篓沉雕方案(图4)、风雨楼浮雕方案(图5)、土家族图腾浮雕方案(图6)。

图3 南长城浮雕方案

图4 小背篓沉雕方案

图5 风雨楼浮雕方案

图6 土家族图腾浮雕方案

方案优点：安全性好，地域民俗文化特色明显，施工简便。方案缺点：视线通透性差，景观效果不明显。

3.3 方案组三：顶部造型方案

代表方案：笑脸相迎方案(图7)、南长城顶部造型+沉雕方案(图8)。

图7 笑脸相迎方案

图8 南长城顶部造型+沉雕方案

方案优点：安全性较好，顶部造型新颖美观，视线诱导性强，图案和谐生动。方案缺点：施工时所需模板较多，拆模不便，顶部造型增加造价。

4 方案选定

考虑到平安锁既体现了湘西州浓厚的少数民族地方人文特色，也是我们中华民族所熟悉的物件, 寓意吉祥、平安，造型简洁、通透,综合考虑桥梁护栏的安全性、实用性、景观效果及施工便利性对各方案进行评价,经过多次调研与讨论，最终推荐主线桥梁景观护栏方案为平安锁镂空方案，桥梁两侧增加一段土家族图腾浮雕造型。见图9、图10。

图9 平安锁镂空护栏试浇筑样品

图10 平安锁镂空护栏实景

5 护栏结构设计

主线桥梁护栏的防撞等级为SS级，连接线桥梁及天桥护栏的防撞等级为SB级。本项目桥梁主线景观护栏墙体型式维持原设计型式，即闽华-I型护栏截面形式，该护栏型式在湖南、福建等省份得到了广泛应用。见图11。

图11 护栏截面型式(单位：cm)

配筋情况为：横梁的纵向钢筋选择3根Φ18的HRB400钢筋，每米墙体竖向钢筋经受力计算及相关实车碰撞试验检验，选择6根Φ12的HRB400钢筋，每米墙体与桥梁主梁的连接钢筋经选择6根Φ16的HRB400钢筋，其余非受力钢筋按照结构要求配置。考虑镂空位置易发生应力集中，又加之镂空上部横梁配筋较强，下部配筋较弱，护栏内外温差等原因容易导致镂空周围墙体产生裂缝。故在镂空周围设置2根Φ12的HRB400纵向补强筋。

根据该配筋数量进行了结构验算及稳定性验算：在水平碰撞力作用下，横梁受力偏安全考虑简化为简支结构，其跨中截面为最不利截面；墙体的受力特点类似于桥梁设计中一端固结的悬臂板，因此，墙体变截面位置以及墙体与桥梁主梁之间的连接设计均按照相关规范中悬臂板的设计方法进行。镂空位置以上的横梁内的纵向筋为受力钢筋；墙体内的竖向筋为受力钢筋，纵向钢筋为分布钢筋。

经验算，护栏设计所采用的配筋满足承载能力极限状态与正常使用极限状态验算要求；护栏墙体的抗倾覆验算考虑基础与桥梁主梁翼板的共同受力，其整体抗倾覆稳定性经验算满足要求。

6 经济比较

平安锁镂空与优化前设计相比，护栏防撞等级、断面尺寸相同，钢筋等级提高一级(HRB335提高至HRB400)。每米钢筋用量和砼数量对比如表1。

表1 每延米护栏工程数量表及总数量表

通过比较，新型桥梁护栏方案的钢筋用量和混凝土数量比原设计分别增加9.78%和5.36%。全线桥梁护栏整体造价增幅控制在10%以内。

7 结束语

本文通过对龙永高速公路沿线的自然、人文环境的调研及分析，结合公路设计的指导思想和美学设计理念, 采用静态效果图、仿真动画模拟等技术手段设计了符合当地文化特色和满足视觉通透效果的景观护栏形式。本景观造型护栏已在龙永高速公路上应用, 其良好的景观性、诱导性和视觉通透性受到社会普遍赞誉。

此景观护栏的研究成功有助于改善公路运营环境、提高行车舒适度, 为混凝土护栏的景观设计理念提供有效经验。

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