談一座景觀人行天橋的設(shè)計(jì)

王 佳

(合肥市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041)

談一座景觀人行天橋的設(shè)計(jì)

王 佳

(合肥市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041)

以實(shí)際工程為例，簡(jiǎn)要介紹了天橋結(jié)合景觀在結(jié)構(gòu)形式、欄桿、橋面鋪裝等方面的設(shè)計(jì)手法，并采用有限元軟件，對(duì)天橋應(yīng)力、剛度及自振頻率進(jìn)行了分析，據(jù)此提出了橋梁施工方案，可為類似工程設(shè)計(jì)提供參考。

人行天橋，景觀設(shè)計(jì)，應(yīng)力，剛度，自振頻率

0 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，城市人行天橋除了本身具有解決道路兩側(cè)人流通行的功能外，其景觀性也越來(lái)越受到設(shè)計(jì)者及市民的重視，一座漂亮的人行天橋可以起到提升城市道路美觀性的作用，甚至能成為城市一個(gè)區(qū)域的地標(biāo)性建筑。

1 工程概況

本橋位于合肥市廬江縣塔山廣場(chǎng)大門處T形交叉路口。作為廬江縣城新建的文化中心，塔山廣場(chǎng)集休閑、文化活動(dòng)功能為一體，是當(dāng)?shù)卣鞍傩臻_展戶外活動(dòng)的重要場(chǎng)所，因此對(duì)廣場(chǎng)附近的建筑外觀有較高要求，本天橋用于T形交叉路口處行人進(jìn)出廣場(chǎng)。

本橋主橋在平面上采用U形形式，主梁全寬4.4 m，凈寬4 m，主橋全長(zhǎng)184.1 m。

本次設(shè)計(jì)除要求結(jié)構(gòu)立面、斷面新穎獨(dú)特外還需在橋梁欄桿、鋪裝上做好創(chuàng)意，另外橋梁燈飾在立面范圍內(nèi)走線需要做隱蔽處理，最終主梁選擇鋼箱梁，斜腹板外側(cè)加弧形鏤空板，鏤空板內(nèi)設(shè)置燈具，弧形鏤空板另外一個(gè)重要作用是視覺效果上降低梁高，鏤空板底面與主梁底平齊，同時(shí)欄桿采用不銹鋼欄桿，鋪裝采用五蓮紅色花崗巖火燒板。 塔山廣場(chǎng)人行天橋效果圖及平面圖見圖1～圖3。

2 橋梁方案

2.1 橋型方案選擇原則

1)符合內(nèi)環(huán)北路及黃山北路整體規(guī)劃要求。2)服從橋梁總體造型要求。3)構(gòu)造創(chuàng)新獨(dú)特，結(jié)構(gòu)新穎。4)結(jié)構(gòu)構(gòu)造滿足照明走線隱蔽情況下還容易檢修的要求。5)橋梁設(shè)計(jì)同周邊環(huán)境統(tǒng)一。

2.2 橋型方案

本橋主橋在平面上采用U形形式，主梁全寬4.4 m，凈寬4 m，主橋全長(zhǎng)184.1 m，共分5個(gè)梁段，分別為L(zhǎng)1～L5梁段，L1，L2，L4及L5為兩跨連續(xù)梁，其中L1梁跨徑為9.2 m+35.8 m，L2梁跨徑為12.528 m+12.527 m，L3梁為單跨34 m，L4梁跨徑為13.22 m+4.47 m，L5梁跨徑為9.2 m+35.8 m。L1，L3及L5梁為直線梁，L2及L4為曲線梁，L2主梁中心線半徑為27.2 m，L4主梁中心線半徑為22.2 m，L2及L4梁中墩采用墩梁固結(jié)。L1～L5之間設(shè)置伸縮縫。鋼箱梁斷面圖見圖4。

2.3 欄桿方案

欄桿是影響橋梁美觀的一個(gè)重要組成部分，本橋欄桿采用不銹鋼欄桿，簡(jiǎn)潔、大方(見圖5)。

2.4 鋪裝方案

天橋鋪裝既要體現(xiàn)出美觀還要保證防滑、耐臟，經(jīng)過多方案比選，本橋采用五蓮紅色花崗巖火燒板，并設(shè)計(jì)拼花，中間火燒板平面尺寸為50 cm×50 cm，兩邊的火燒板尺寸為23 cm×50 cm，縫寬0.4 cm。 鋪裝平面示意圖見圖6。

3 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1)設(shè)計(jì)荷載：人群荷載：5.0 kN/m2；欄桿水平推力：2.5 kN/m，豎直荷載：1.2 kN/m；基本風(fēng)壓：0.4 kN/m2；2)地震烈度：地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)為0.1g(地震基本烈度為7度)；3)橋下機(jī)動(dòng)車道凈空：成橋后不小于5 m。

3.2 上部結(jié)構(gòu)

本橋上部結(jié)構(gòu)采用單箱單室鋼箱梁，梁高1.45 m，頂、底板厚16 mm，腹板厚14 mm，橫隔板厚10 mm，頂板單側(cè)懸臂長(zhǎng)0.9 m，橫隔板間距3 m，中間每隔1 m設(shè)置一道橫向加勁肋(位于頂、底板及腹板)，縱向加勁肋間距40 cm，位于支座處橫隔板加密并加厚至16 mm。鋼箱梁斷面腹板外側(cè)弧形裝飾板厚度6 mm，出于美觀及內(nèi)置照明燈具的原因，裝飾板立面每隔2.5 m鏤空一個(gè)梅花形、五角星形或橢圓形的孔洞。

L1及L5梁由于規(guī)劃道路斷面的原因，兩跨的跨比較小，邊跨支座在恒載及活載作用下會(huì)出現(xiàn)負(fù)反力，因此在較小跨鋼箱梁內(nèi)部填充6.4 m長(zhǎng)C30素混凝土壓重。

3.3 下部結(jié)構(gòu)

主墩采用花瓶墩及圓柱墩兩種，花瓶墩用于L1，L3以及L5的邊墩，圓柱墩用于L1，L2，L4及L5的中墩。其中花瓶墩墩身橫橋向底寬1.8 m，頂寬2.2 m,厚度1.2 m；L1及L5中墩采用直徑1.5 m圓柱墩；L2及L4中墩采用直徑0.9 m圓柱墩。除0.9 m圓柱墩基礎(chǔ)采用1.5 m厚承臺(tái)接2根直徑1 m人工挖孔樁外，其余各墩基礎(chǔ)均采用1.5 m厚承臺(tái)接4根直徑1 m人工挖孔樁。

4 計(jì)算模型

由于L1梁和L5梁尺寸相同，L2和L4類似，且L2跨徑比L4大，故本橋只進(jìn)行L1梁，L2梁及L3梁的計(jì)算。其中L1及L3為直線橋，采用橋博3.03軟件進(jìn)行計(jì)算；L2為曲線橋，采用MIDAS2012軟件進(jìn)行計(jì)算。

L1梁共66個(gè)節(jié)點(diǎn)，65個(gè)單元；L2梁共46個(gè)節(jié)點(diǎn)，45個(gè)單元；L3梁共62個(gè)節(jié)點(diǎn)，61個(gè)單元。L1，L2及L3梁橫截面見圖7。

5 結(jié)果分析

5.1 鋼箱梁使用階段應(yīng)力驗(yàn)算

根據(jù)以上模型計(jì)算，使用階段L1梁截面上下緣最大壓應(yīng)力為95.6 MPa，最大拉應(yīng)力為76.3 MPa；L2梁截面上下緣最大壓應(yīng)力為67 MPa，最大拉應(yīng)力為38 MPa；L3梁截面上下緣最大壓應(yīng)力為53.5 MPa，最大拉應(yīng)力為97.6 MPa；Q345q-C鋼材允許彎曲應(yīng)力為〔σw〕=210 MPa。

使用階段鋼箱梁截面上下緣應(yīng)力極值均未超過容許值，滿足規(guī)范要求。

5.2 鋼箱梁剛度驗(yàn)算

按規(guī)范要求，天橋上部結(jié)構(gòu)由人群荷載計(jì)算的最大豎向撓度不應(yīng)超過L/600(L為橋梁跨徑)。由模型計(jì)算結(jié)果得知，L1，L2及L3梁由人群荷載引起的最大豎向位移分別是-18.9 mm，-0.332 mm及-27.1 mm，均滿足規(guī)范要求。

5.3 鋼箱梁自振頻率驗(yàn)算

根據(jù)模型計(jì)算，L1，L2及L3梁的第一自振頻率分別為3.35 Hz，30.27 Hz及3.15 Hz，均滿足規(guī)范要求的最小頻率3 Hz的要求。

6 橋梁施工

本橋上部結(jié)構(gòu)鋼箱梁采取分段工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)吊運(yùn)拼裝，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置臨時(shí)支架。

根據(jù)地勘資料顯示，本橋下方地質(zhì)條件變化較大，但持力層均在15 m以內(nèi)，且粘土層較厚，故采用人工挖孔樁，施工時(shí)應(yīng)采用隔樁施工以防塌孔。橋墩墩身及承臺(tái)均采用現(xiàn)澆施工。

7 結(jié)果分析

經(jīng)過計(jì)算分析，主梁在使用階段鋼箱梁應(yīng)力驗(yàn)算、剛度驗(yàn)算以及自振頻率驗(yàn)算均滿足規(guī)范要求。

本橋的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于首先采用混凝土壓重的方式控制L1及L5梁邊跨支座負(fù)反力，其次通過構(gòu)造控制L1，L3及L5的自振頻率，最后注意在梁底設(shè)置泄水孔及腹板處設(shè)置通風(fēng)孔等措施避免梁內(nèi)積水及減小箱室內(nèi)外溫差。

由于主梁分段預(yù)制，因此需要注意合理設(shè)置臨時(shí)支撐點(diǎn)，一般在跨徑0.2倍處。

8 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通擁堵的情況也越來(lái)越嚴(yán)重，人行天橋作為一種公共建筑越來(lái)越多的出現(xiàn)在人們的視野中。修建人行天橋不僅可以保證在不影響機(jī)動(dòng)車交通的情況下幫助行人橫跨機(jī)動(dòng)車道，同時(shí)還應(yīng)成為城市公共空間的一道景觀，而這也應(yīng)逐漸成為設(shè)計(jì)者的一種自覺行為。

[1] 單曉芳.淺談景觀人行天橋的設(shè)計(jì)[J]．城市道橋與防洪，2006(5)：72-74．

[2] 陳宏彬．關(guān)于城市人行天橋設(shè)計(jì)的一些探討[J]．廣東建材，2009(4)：191-193．

[3] 潘 穎，鄧 宇．城市人行天橋方案設(shè)計(jì)探討[J]．重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009(6)：88-90．

[4] CJJ 69—95，城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范[S].

Discussion on the design of a landscape-style pedestrian bridge

Wang Jia

(HefeiAcademyofPlanning&Design,Hefei230041,China)

Combining with a practical project, this paper introduces the design for the pedestrian bridge mainly by descrbing the landscape design in such aspects as the structure form, rail, bridge deck pavement, the stress, stiffness and natural vibration frequency of the bridge is analyzed by using finite element software, put forward the construction scheme of the pedestrian bridge. It can be consulted by similar bridge design.

pedestrian bridge, landscape design, stress, stiffness, natural vibration frequency

1009-6825(2015)30-0157-02

2015-08-14

王 佳(1985- )，男，碩士，工程師

U442.5

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