【桥隧创新周周探】麦什扎黄河大桥

▲ 麦什扎黄河大桥宣传视频

项目名片

姓名：麦什扎黄河大桥

生日：在建

籍贯：青海省黄南州尖扎县

长度：主跨246m

类型：钢箱-组合梁系杆提篮拱桥

特点：西北地区最大跨径的下承式系杆拱桥。BIM正向设计，全桥主体结构为外涂装耐候钢的景观城市桥梁

建设单位：尖扎县交通运输局；青海省交通建设管理有限公司代建

设计单位：中交第一公路勘察设计研究院有限公司

施工单位：中国建筑第三工程局有限公司

独特之处

麦什扎黄河大桥起点位于青海省黄南州尖扎县县城，跨越黄河连接海东市化隆县,采用一跨跨越黄河的设计方案、斜拉扣挂配合缆索吊的施工方法，不涉水，对通航、防洪和环境影响小。

桥梁上部采用外部静定，内部超静定的简支结构。桥面总宽30m，行车道宽度16m，人非混行道位于两侧挑臂，单侧4.5m宽。主梁为双边箱组合梁，桥面板厚25cm，每侧箱梁内张拉6根15-55钢绞线系杆。拱轴线采用二次抛物线，计算跨径239m，矢跨比1：5，内倾9度，拱肋为八边形纯钢结构，拱肋上设7道一字型风撑，拱顶范围设“箭羽”形景观造型构造，拱梁结合段为纯钢结构。下部分别为座板台和分离式实心墩，桥台台帽和过渡墩均采用方形变截面。

▲ 麦什扎黄河大桥效果图

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因地制宜，创西北地区下承式系杆拱桥最大跨径

麦什扎黄河大桥的建设条件特点如下：

麦什扎黄河大桥位于黄南藏族自治州尖扎县城，是全国唯一的“中国民族射箭运动之乡”，人文民族特色浓郁，对景观设计要求高。

桥位上游为国家赛艇、皮划艇水上训练基地，下游为特有鱼类国家级资源保护区，对环境保护要求高。

桥位位于黄河弯顶，为满足通航要求，河道范围禁止扎墩，受限于两岸均有塌岸区域，跨径不小于235m。小里程侧墩位路面以下仅有3m，只能设置桥台。

综上，该桥位需要一跨过河，且小里程没有设置边跨的条件，为此，需要一种大跨径的单跨桥型，且施工期间不涉水。下承式系杆拱桥边界简支，跨越性强，景观性强，完美地适应建设条件，且有可选择的施工工艺满足施工期不涉水的要求。

麦什扎黄河大桥以246m的跨径，成为西北地区跨径最大的下承式系杆拱桥。特大跨径的简支拱桥，存在拱肋稳定问题突出，拱肋推力大，拱梁结合段设计难度大，先拱后梁施工工艺复杂等难点。

2

融合地方特色，助力文旅发展

麦什扎黄河大桥地处“中国民族射箭运动之乡”尖扎县，这里创造出别具一格、浓郁民族特色的尖扎射箭文化。尖扎射箭发展成为集历史、宗教、民俗、体育、艺术于一体的“五彩神箭”文化，在灿烂绚丽的羌藏文化中占具主导地位。在能体现当地文化特色的诸多元素中，结合桥梁结构特点，选择“神箭”为意向，力求结构与环境和谐，景观与功能和谐。

侧视大桥，拱肋似弓臂，纵梁如弓弦，拱肋1/68的高跨比纤细轻盈，八边形截面进一步强化意向，1/5的拱轴线，与较为平坦的天际线相和谐。行车视角，内倾的拱肋稳健如山，与视野尽头的山峰相映。拱肋之间，对称布置的两根弦杆形如箭杆，尾部数根倾斜的弦杆伸向拱肋，犹如箭羽，中央风撑的造型犹如两簇箭头相抵，整个造型简单明快地表现出两簇相向的羽箭相撞，充分体现射箭运动的对抗与艺术。

桥梁景观的设计合理利用了拱肋与风撑间的空间，与结构浑然一体，不矫揉造作，繁复浮夸，施工方便，受力合理，达到景观与功能的和谐。

3

全过程BIM正向设计方法，打造精品城市桥梁

麦什扎黄河大桥景观要求高，钢结构精度要求高，拱梁节点构造复杂，为此项目从初步设计阶段开始，便采用BIM正向设计方法，以RHINO7为基础工具，Grasshopper为参数化建模手段，建立高度参数化、可视化的BIM模型，进行三维设计。

从拱轴线的设计开始，到截面的设计，景观造型的设计，分别以行车视角、行人视角对其进行比选。再将模型数据导入MidasCivil及Ansys进行计算分析，对结构尺寸进行调整，进一步赋予模型板厚，加劲板等细节。然后在BIM软件中对结构拼接细节进行检验、调整，防止构件之间空间冲突。最后，根据BIM模型提取构件截面或截面尺寸信息，出图。

参数化的BIM正向设计方法，使得设计更加高效流畅，景观效果更加直观明了，构造细节更加精细完善，结构尺寸更加合理精准，大大提升了设计的质量和效率。

4

耐候钢结合外表面涂装的耐久性设计新思路

麦什扎黄河大桥地处西部经济欠发达地区，养护条件差，养护能力有限，为了减少养护难度，提高桥梁耐久性。桥梁主体结构用钢全部采用耐候钢，拱肋及箱梁内不设置除湿机。考虑到桥位下游为国家特有鱼类资源保护区，对水质要求高，而耐候钢锈渣锈水对水源存在污染风险，同时，该桥为县城重要的景观建筑，提升城市形象对桥梁景观有较高要求。因此，对结构裸露在外的表面进行了长效涂装设计，拱肋及箱梁内部不涂装。

耐候钢钢材及焊材成本较低合金钢提高约20%，但节省了3.1万平米的内表面涂装面积，同时节省了两套箱内除湿机设备，综合建设成本相当。全寿命周期中，节省内表面4~5次的重新涂装成本和部分养护成本，以及除湿机设备的用电及维护费用，节约总造价约15%~20%。

本桥外涂装耐候钢的设计，为钢桥的耐久性设计提供了一种新的思路，对耐候钢在桥梁中的应用具有推广价值，推动了耐候钢涂装技术的发展。

5

精细化设计，节约造价，提高耐久性

麦什扎黄河大桥为方便市民出行及观景，两侧各设置4.5m宽的人非混行车道，该车道位于箱梁悬臂上，为了减小悬臂长度，节约造价，人非混行道占用0.5m的吊索区，节省钢材约40t。由于人非混行道与行车道横坡方向相反，排水宜从变坡点排出。为此设计了一套新颖的侧排排水方式，利用人非混行道内侧护栏地袱，设置侧向排水格栅和泄水管，泄水管通过挑臂顶板下方，引入悬挂在挑臂腹板上的排水管中。该过程泄水管不进入主纵梁，不侵入混凝土桥面板，对主体受力结构的影响降到最小。同时，通过在吊索入梁点及拱肋入梁点设置混凝土防水台等细节构造设计，进一步全方位提高桥梁的耐久性。

经济社会意义

麦什扎黄河大桥的建成，将有效加强黄河两岸联系，连通张汶高速与尖扎县，有效贯彻沿黄一体化发展政策，更好的使高铁新区、化隆新区、滨河新区、城北新区与张汶高速有效连接，对尖扎县“外通内联”的交通发展目标和优化路网结构，发挥区位优势，对提高对外通行能力将起到举足轻重的作用。将进一步开发旅游资源，改善尖扎县出行条件，促进尖扎与化隆两县互相交融，加强民族团结进步，对于全面促进尖扎经济和全域旅游高质量发展具有重大意义。

稿件支持

中交第一公路勘察设计研究院有限公司

责编 / 李天颖

美编 / 赵雯

审校 / 李天颖 裴小吟 廖玲

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