跨线桥景观设计论文
1跨线桥方案提出与比选
根据大桥建设条件,主桥考虑在以下3类桥型方案中进行比选:梁桥方案、拱桥方案、斜拉桥方案。
1.1变截面连续梁桥方案
主桥采用3跨预应力混凝土连续梁桥,孔径布置为:35+60+35m,引桥采用30m跨径现浇箱梁。主桥上部结构采用变截面预应力混凝土闭合箱梁断面,主梁支点全高3.5m,跨中高度1.7m。桥墩采用花瓶型墩,设分离式承台。每个桥墩设置9根直径为1.5m的桩基础。方案特点:本方案紧密结合桥址区微丘的特征,结构上、下部比例协调,简洁明快,下部结构采用的花瓶型桥墩,于朴实的整体形态之中蕴藏变化,给人以沉稳大度、刚劲通透的.视觉效果,主桥与引桥配合流畅,并且可以通过细部景观设计来提高桥梁总体景观效果。主梁采用的变截面混凝土现浇箱梁,是同等跨径最为经济的桥型,设计、施工经验丰富,有利于保证桥梁的设计、施工、后期养护维修质量。
1.2下承式系杆拱桥方案
主桥采用下承式系杆拱,孔径布置为:1×70m,引桥采用30m跨径现浇箱梁。主桥上部结构采用纵横梁体系,整体桥面板,以提高结构的整体刚度。全桥设3道直径80cm圆形钢管混凝土拱肋。横梁与系杆固结,吊杆采用预应力高强钢丝,拱肋间设3道钢结构横撑。主跨桥墩采用柱式桥墩,桩基础,桩基础顶设整体式承台,每个桥墩设置9根直径为150cm桩基础。方案特点:系杆拱桥造型美观,其结构具有拱桥的一般特征,又有自身的特点。它由拱与梁两种结构形式共同承受荷载,充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能,拱端的水平推力由拉杆承担,使拱端支座不产生水平推力。拱与弦之间用竖杆联结而成。系杆拱桥内部为超静定体系,外部则为静定体系,因此不会对墩台不均匀沉降产生影响。本桥型方案主桥景观效果突出,但与30m跨径引桥配合效果一般,施工难度较大且工期长,造价比普通梁桥要高,后期养护需定期更换竖杆等部件,维护费用较高。
1.3无背索竖琴式独塔斜拉桥方案
主桥采用无背索竖琴式独塔斜拉桥,孔径布置为:70+35m,引桥采用30m跨径现浇箱梁。本桥为两跨连续刚构体系,塔梁墩固结。主梁采用钢箱梁,梁高2.8m。索塔采用预应力混凝土箱形断面,塔高65m,水平倾角65°,斜拉索共布置12根,单面平行布置。索塔基础采用前后肢型式,钢筋混凝土深基础,直径均为4m,深30m。主桥连续梁下桥墩采用花瓶墩,桩基础。方案特点:无背索独塔斜拉桥是一种造型新颖的桥梁结构型式,它打破了传统直塔斜拉桥设计理念。该种桥型利用塔柱向一侧倾斜来平衡另一侧索的索力,不设背索,整体效果像一把竖琴,造型独特、视觉冲击力强,建成后必将成为该地区的标志性建筑。本桥型方案景观效果突出,与引桥配合效果也较好,但施工难度较大且工期长,造价偏高,后期养护需定期更换斜拉索等部件,维护费用较高。
1.4主桥桥型方案比选
3个方案的综合比较详从方案比较表可以看出,无背索竖琴式独塔斜拉桥造型别致,景观效果最突出,但不足是施工难度大,工期长,造价高且后期维护难度大、费用高。下承式系杆拱桥方案主桥造型美观,但与引桥配合效果一般,施工难度较大,工期长,造价高且后期维护难度大、费用高;相比之下,变截面连续梁桥方案不仅结构简单,施工难度小,工期短,造价较低,而且其景观效果可以通过优化细部景观设计得到提高。综合以上因素,并结合地方相关意见,推荐主桥采用变截面连续梁桥方案。
2方案设计
2.1总体布置
全桥共分4联,左右分幅、对称布置。桥跨组合方式为:3×30+(35+60+35)+3×30+2×30,共长377m,左右幅桥之间设1m空隙。
2.2上部结构
主桥上部结构采用变截面预应力混凝土箱梁断面,单幅桥宽18.5m。从左到右依次设置2.5m(人行道)+3.5m(非机动车道)+1.0m(机非分隔带带)+11.0m(机动车道)+0.5m(防撞护栏)。在人行道及机非分隔带道板下预留了管线通道。主梁支点全高2.8m,跨中高1.7m。引桥采用等截面现浇连续箱梁,梁高1.7m。主桥上部结构横断面。
2.3下部结构
桥墩采用柱式花瓶型墩,设整体式承台,每个桥墩设置4根直径为1.5m的桩基础,桥台采用肋板台,
2.4结构计算
(1)上部结构计算采用桥梁综合程序按照平面杆系理论,对箱梁进行内力和应力分析计算。
(2)纵向计算按实际的桥面宽度,计算横向车道数量,按车道荷载计算,根据规范横向折减,考虑冲击系数和1.15的横向偏载系数。
(3)连续箱梁设计计算时考虑温度梯度引起的效应,梁顶最大不均匀升温25℃,梁顶最大不均匀降温25℃。
(4)桥墩按集成刚度法进行水平力分配,钻孔桩按摩擦桩设计,桩身内力按m法计算。
(5)基础不均匀沉降按1.0cm考虑,设计时按其最不利情况进行组合。
2.5桥梁细部景观设计
本桥为城市跨线桥,对景观要求较高。主桥推荐方案采用的变截面连续梁,线条流畅,上、下部结构比例协调,与引桥30m现浇箱梁搭配相得益彰,同时下部结构桥墩采用花瓶型墩,既显得沉稳又赋予变化,桥下视觉效果通透,能与周围环境相融合。除此之外,方案还考虑了桥面景观设计。首先,在桥上左右幅机非分隔带处分别设置一弧线拱小品,拱型简洁明快,犹如一对展翅飞翔的鸟儿,为本桥增添了几分生动。其次,人行道外侧栏杆设计成弧线形,增强桥梁整体效果。同时加强桥上照明设计,在栏杆外侧设置夜景照明灯柱,增强桥梁夜间景观效果。
3施工期间保通措施
本桥跨越现状长株高速公路,主桥、引桥采用搭设满堂支架或门架现浇施工,为保障施工期间长株高速正常通行,必须做好保通措施。具体措施有:
(1)跨越长株高速段采用搭设门架现浇施工,在上部结构施工时需搭设防落物网,防止施工器具、材料等掉落到长株高速上,影响车辆正常行驶;
(2)做好安全防护和安全告知措施,距离施工区域2km、1km设置施工标志,距离“前方2km施工预告标志”300m和200m位置处,分别设置80km/h、60km/h分级限速标志;
(3)在施工之前与交警和相关运营部门协调沟通,做好施工运营期间运营秩序的维护;
(4)建立好相关安全生产管理制度,配置相关的交通指挥人员和安全巡视人员,明确安全职责。
4结语
该跨线桥在方案比选阶段除注重安全、经济因素外,同时注重了景观效果,在方案设计阶段,对推荐方案进行了细部景观设计,提高了桥梁总体景观效果。该跨线桥的方案比选及设计可为类似桥梁工程提供经验参考。
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