跨線橋景觀設(shè)計(jì)論文
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1跨線橋方案提出與比選
根據(jù)大橋建設(shè)條件，主橋考慮在以下3類橋型方案中進(jìn)行比選:梁橋方案、拱橋方案、斜拉橋方案。
1.1變截面連續(xù)梁橋方案
主橋采用3跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，孔徑布置為:35+60+35m，引橋采用30m跨徑現(xiàn)澆箱梁。主橋上部結(jié)構(gòu)采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土閉合箱梁斷面，主梁支點(diǎn)全高3.5m，跨中高度1.7m。橋墩采用花瓶型墩，設(shè)分離式承臺(tái)。每個(gè)橋墩設(shè)置9根直徑為1.5m的樁基礎(chǔ)。方案特點(diǎn):本方案緊密結(jié)合橋址區(qū)微丘的特征，結(jié)構(gòu)上、下部比例協(xié)調(diào)，簡(jiǎn)潔明快，下部結(jié)構(gòu)采用的花瓶型橋墩，于樸實(shí)的整體形態(tài)之中蘊(yùn)藏變化，給人以沉穩(wěn)大度、剛勁通透的視覺(jué)效果，主橋與引橋配合流暢，并且可以通過(guò)細(xì)部景觀設(shè)計(jì)來(lái)提高橋梁總體景觀效果。主梁采用的變截面混凝土現(xiàn)澆箱梁，是同等跨徑最為經(jīng)濟(jì)的橋型，設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)豐富，有利于保證橋梁的設(shè)計(jì)、施工、后期養(yǎng)護(hù)維修質(zhì)量。
1.2下承式系桿拱橋方案
主橋采用下承式系桿拱，孔徑布置為:1×70m，引橋采用30m跨徑現(xiàn)澆箱梁。主橋上部結(jié)構(gòu)采用縱橫梁體系，整體橋面板，以提高結(jié)構(gòu)的整體剛度。全橋設(shè)3道直徑80cm圓形鋼管混凝土拱肋。橫梁與系桿固結(jié)，吊桿采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲，拱肋間設(shè)3道鋼結(jié)構(gòu)橫撐。主跨橋墩采用柱式橋墩，樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)頂設(shè)整體式承臺(tái)，每個(gè)橋墩設(shè)置9根直徑為150cm樁基礎(chǔ)。方案特點(diǎn):系桿拱橋造型美觀，其結(jié)構(gòu)具有拱橋的一般特征，又有自身的特點(diǎn)。它由拱與梁兩種結(jié)構(gòu)形式共同承受荷載，充分發(fā)揮梁受彎、拱受壓的結(jié)構(gòu)性能，拱端的水平推力由拉桿承擔(dān)，使拱端支座不產(chǎn)生水平推力。拱與弦之間用豎桿聯(lián)結(jié)而成。系桿拱橋內(nèi)部為超靜定體系，外部則為靜定體系，因此不會(huì)對(duì)墩臺(tái)不均勻沉降產(chǎn)生影響。本橋型方案主橋景觀效果突出，但與30m跨徑引橋配合效果一般，施工難度較大且工期長(zhǎng)，造價(jià)比普通梁橋要高，后期養(yǎng)護(hù)需定期更換豎桿等部件，維護(hù)費(fèi)用較高。
1.3無(wú)背索豎琴式獨(dú)塔斜拉橋方案
主橋采用無(wú)背索豎琴式獨(dú)塔斜拉橋，孔徑布置為:70+35m，引橋采用30m跨徑現(xiàn)澆箱梁。本橋?yàn)閮煽邕B續(xù)剛構(gòu)體系，塔梁墩固結(jié)。主梁采用鋼箱梁，梁高2.8m。索塔采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱形斷面，塔高65m，水平傾角65°，斜拉索共布置12根，單面平行布置。索塔基礎(chǔ)采用前后肢型式，鋼筋混凝土深基礎(chǔ)，直徑均為4m，深30m。主橋連續(xù)梁下橋墩采用花瓶墩，樁基礎(chǔ)。方案特點(diǎn):無(wú)背索獨(dú)塔斜拉橋是一種造型新穎的橋梁結(jié)構(gòu)型式，它打破了傳統(tǒng)直塔斜拉橋設(shè)計(jì)理念。該種橋型利用塔柱向一側(cè)傾斜來(lái)平衡另一側(cè)索的索力，不設(shè)背索，整體效果像一把豎琴，造型獨(dú)特、視覺(jué)沖擊力強(qiáng)，建成后必將成為該地區(qū)的標(biāo)志性建筑。本橋型方案景觀效果突出，與引橋配合效果也較好，但施工難度較大且工期長(zhǎng)，造價(jià)偏高，后期養(yǎng)護(hù)需定期更換斜拉索等部件，維護(hù)費(fèi)用較高。
1.4主橋橋型方案比選
3個(gè)方案的綜合比較詳從方案比較表可以看出，無(wú)背索豎琴式獨(dú)塔斜拉橋造型別致，景觀效果最突出，但不足是施工難度大，工期長(zhǎng)，造價(jià)高且后期維護(hù)難度大、費(fèi)用高。下承式系桿拱橋方案主橋造型美觀，但與引橋配合效果一般，施工難度較大，工期長(zhǎng)，造價(jià)高且后期維護(hù)難度大、費(fèi)用高;相比之下，變截面連續(xù)梁橋方案不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工難度小，工期短，造價(jià)較低，而且其景觀效果可以通過(guò)優(yōu)化細(xì)部景觀設(shè)計(jì)得到提高。綜合以上因素，并結(jié)合地方相關(guān)意見(jiàn)，推薦主橋采用變截面連續(xù)梁橋方案。
2方案設(shè)計(jì)
2.1總體布置
全橋共分4聯(lián)，左右分幅、對(duì)稱布置。橋跨組合方式為:3×30+(35+60+35)+3×30+2×30，共長(zhǎng)377m，左右幅橋之間設(shè)1m空隙。
2.2上部結(jié)構(gòu)
主橋上部結(jié)構(gòu)采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁斷面，單幅橋?qū)?8.5m。從左到右依次設(shè)置2.5m(人行道)+3.5m(非機(jī)動(dòng)車(chē)道)+1.0m(機(jī)非分隔帶帶)+11.0m(機(jī)動(dòng)車(chē)道)+0.5m(防撞護(hù)欄)。在人行道及機(jī)非分隔帶道板下預(yù)留了管線通道。主梁支點(diǎn)全高2.8m，跨中高1.7m。引橋采用等截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，梁高1.7m。主橋上部結(jié)構(gòu)橫斷面。
2.3下部結(jié)構(gòu)
橋墩采用柱式花瓶型墩，設(shè)整體式承臺(tái)，每個(gè)橋墩設(shè)置4根直徑為1.5m的樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)采用肋板臺(tái)，
2.4結(jié)構(gòu)計(jì)算
(1)上部結(jié)構(gòu)計(jì)算采用橋梁綜合程序按照平面桿系理論，對(duì)箱梁進(jìn)行內(nèi)力和應(yīng)力分析計(jì)算。
(2)縱向計(jì)算按實(shí)際的橋面寬度，計(jì)算橫向車(chē)道數(shù)量，按車(chē)道荷載計(jì)算，根據(jù)規(guī)范橫向折減，考慮沖擊系數(shù)和1.15的橫向偏載系數(shù)。
(3)連續(xù)箱梁設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)考慮溫度梯度引起的效應(yīng)，梁頂最大不均勻升溫25℃，梁頂最大不均勻降溫25℃。
(4)橋墩按集成剛度法進(jìn)行水平力分配，鉆孔樁按摩擦樁設(shè)計(jì)，樁身內(nèi)力按m法計(jì)算。
(5)基礎(chǔ)不均勻沉降按1.0cm考慮，設(shè)計(jì)時(shí)按其最不利情況進(jìn)行組合。
2.5橋梁細(xì)部景觀設(shè)計(jì)
本橋?yàn)槌鞘锌缇€橋，對(duì)景觀要求較高。主橋推薦方案采用的變截面連續(xù)梁，線條流暢，上、下部結(jié)構(gòu)比例協(xié)調(diào)，與引橋30m現(xiàn)澆箱梁搭配相得益彰，同時(shí)下部結(jié)構(gòu)橋墩采用花瓶型墩，既顯得沉穩(wěn)又賦予變化，橋下視覺(jué)效果通透，能與周?chē)h(huán)境相融合。除此之外，方案還考慮了橋面景觀設(shè)計(jì)。首先，在橋上左右幅機(jī)非分隔帶處分別設(shè)置一弧線拱小品，拱型簡(jiǎn)潔明快，猶如一對(duì)展翅飛翔的鳥(niǎo)兒，為本橋增添了幾分生動(dòng)。其次，人行道外側(cè)欄桿設(shè)計(jì)成弧線形，增強(qiáng)橋梁整體效果。同時(shí)加強(qiáng)橋上照明設(shè)計(jì)，在欄桿外側(cè)設(shè)置夜景照明燈柱，增強(qiáng)橋梁夜間景觀效果。
3施工期間保通措施
本橋跨越現(xiàn)狀長(zhǎng)株高速公路，主橋、引橋采用搭設(shè)滿堂支架或門(mén)架現(xiàn)澆施工，為保障施工期間長(zhǎng)株高速正常通行，必須做好保通措施。具體措施有:
(1)跨越長(zhǎng)株高速段采用搭設(shè)門(mén)架現(xiàn)澆施工，在上部結(jié)構(gòu)施工時(shí)需搭設(shè)防落物網(wǎng)，防止施工器具、材料等掉落到長(zhǎng)株高速上，影響車(chē)輛正常行駛;
(2)做好安全防護(hù)和安全告知措施，距離施工區(qū)域2km、1km設(shè)置施工標(biāo)志，距離“前方2km施工預(yù)告標(biāo)志”300m和200m位置處，分別設(shè)置80km/h、60km/h分級(jí)限速標(biāo)志;
(3)在施工之前與交警和相關(guān)運(yùn)營(yíng)部門(mén)協(xié)調(diào)溝通，做好施工運(yùn)營(yíng)期間運(yùn)營(yíng)秩序的維護(hù);
(4)建立好相關(guān)安全生產(chǎn)管理制度，配置相關(guān)的交通指揮人員和安全巡視人員，明確安全職責(zé)。
4結(jié)語(yǔ)
該跨線橋在方案比選階段除注重安全、經(jīng)濟(jì)因素外，同時(shí)注重了景觀效果，在方案設(shè)計(jì)階段，對(duì)推薦方案進(jìn)行了細(xì)部景觀設(shè)計(jì)，提高了橋梁總體景觀效果。該跨線橋的方案比選及設(shè)計(jì)可為類似橋梁工程提供經(jīng)驗(yàn)參考。
作者：劉雙喜 單位：北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
