淺談城市機(jī)非分離—雙層橋梁設(shè)計(jì)方案

袁 文

(蘇州繞城高速公路有限公司，江蘇 蘇州 215000)

淺談城市機(jī)非分離—雙層橋梁設(shè)計(jì)方案

袁 文

(蘇州繞城高速公路有限公司，江蘇 蘇州 215000)

從城市橋梁機(jī)非分離目的出發(fā)，通過(guò)研究分析橋梁雙層交通的背景及特點(diǎn)，提出了實(shí)現(xiàn)城市橋梁機(jī)非分離雙層交通概念設(shè)計(jì)的原則、條件，并結(jié)合工程實(shí)踐在不同工程背景下給出了兩種雙層交通的工程實(shí)例，為今后的設(shè)計(jì)提供思路。

機(jī)非分離 雙層交通 城市橋梁

0 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地資源的稀缺以及橋梁建設(shè)用地的緊張，同時(shí)交通量的快速增長(zhǎng)，造成多數(shù)已建單層交通的城市橋梁日益擁堵，而且很多城市非機(jī)動(dòng)車輛與機(jī)動(dòng)車輛混行，造成很大的安全隱患。因此，為有效利用橋梁的主體結(jié)構(gòu)，改善橋梁通行條件，滿足城市景觀需要，雙層交通或雙層橋面的城市橋梁設(shè)計(jì)已在很多城市的建設(shè)中得到應(yīng)用。

1 城市橋梁雙層交通的背景

橋梁是人類在生活和生產(chǎn)活動(dòng)中，為克服天然障礙而建造的建筑物，也是有史以來(lái)人類所建造的最古老、最壯觀和最美麗的建筑工程，我國(guó)更是橋梁古國(guó)，無(wú)論在其造型藝術(shù)、施工技巧、歷史積淀、文化蘊(yùn)涵，還是人文景觀等方面，都曾為世界橋梁建筑史譜寫了光輝的篇章。

但是隨著城市的發(fā)展，因各種環(huán)境因素的制約，以及人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的單層交通有時(shí)已不能滿足城市發(fā)展的需要，從而出現(xiàn)了雙層交通的概念。早期的雙層交通主要以“公、鐵”兩用橋?yàn)橹?，如我?guó)自行設(shè)計(jì)建造的第一座雙層鐵路、公路兩用橋錢塘江大橋，就是典型的案例，此后的武漢長(zhǎng)江大橋、南京長(zhǎng)江大橋更是我國(guó)橋梁史上的輝煌。如今全國(guó)首座人車分離的雙層“S”形大型城市景觀斜拉橋，設(shè)計(jì)師將人行道獨(dú)具匠心地飛架在橋面上方，形成并不規(guī)則的“S”形布設(shè)，為全漂浮體系，宛如一條優(yōu)美飄逸的彩帶飛跨于涪江之上，不僅滿足了一般的通行要求，更豐富了旅游觀光視點(diǎn)，提升了橋梁的整體景觀效果。

2 城市橋梁雙層交通的特點(diǎn)

由于城市空間以及城市交通的復(fù)雜性，城市橋梁除了滿足一般橋梁的功能外，在實(shí)用、景觀等方面也提出更高的要求。

（1）安全性 由于雙層交通隊(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能、抗疲勞性能要求較高，因此對(duì)于主要的承重構(gòu)件、重要節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)考慮其動(dòng)力特性，對(duì)于大跨度雙層交通橋梁應(yīng)進(jìn)行車橋耦合振動(dòng)特性研究，使得結(jié)構(gòu)的固有自振頻率在合理范圍內(nèi)[1]。

（2）舒適性 通常采用機(jī)非分離方式的橋梁，都會(huì)設(shè)置人非慢行系統(tǒng)，降低人非橋梁的縱坡，或者在橋梁兩側(cè)設(shè)置梯道，對(duì)于行人以及非機(jī)動(dòng)車輛的行駛，更體現(xiàn)了“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。

（3）景觀性 城市橋梁不僅要求與周圍的景觀相協(xié)調(diào)，還應(yīng)提供一個(gè)優(yōu)美的平臺(tái)供游客駐足觀賞，特別是機(jī)非分離的雙層交通，在結(jié)構(gòu)上已經(jīng)將行人與機(jī)動(dòng)車分開，提高了行人的安全性，但是由于是雙層結(jié)構(gòu)，上層橋梁對(duì)于下層結(jié)構(gòu)有一定的遮光影響，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮下層結(jié)構(gòu)的采光性能，合理利用結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)越性，提升整個(gè)橋梁的景觀要求[2]。

（4）經(jīng)濟(jì)性 橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的合理性，對(duì)于這種雙層交通的橋梁，因其結(jié)構(gòu)的特殊，在經(jīng)濟(jì)上不可避免的會(huì)增加其投資，但是在設(shè)計(jì)中必須進(jìn)行詳細(xì)周密的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，在滿足橋梁結(jié)構(gòu)安全和景觀要求的前提下，盡量減少橋梁的整體造價(jià)。

3 工程實(shí)例

實(shí)例一：某跨滬寧高速公路橋

該項(xiàng)目地處滬寧高速公路繁忙路段，主橋采用(65+100+65)m預(yù)應(yīng)力砼變截面連續(xù)箱梁，橫向采用單箱單室直腹板截面，單箱梁頂板寬17.5m，底板寬8.5m,翼緣板懸臂長(zhǎng)4.5m，施工采用轉(zhuǎn)體施工。由于人非繞行要多出420m左右，且需經(jīng)過(guò)兩側(cè)交叉，交通組織不順暢，故行人、非機(jī)動(dòng)車隨橋過(guò)滬寧高速，但機(jī)動(dòng)車道與人非混行車道上下分離，采用不同縱坡上橋。人非混行車道主橋部分采用吊桿連接鋼梁懸挑結(jié)構(gòu)，吊桿間距3～4m，如下圖所示。

圖1 橋梁斷面構(gòu)造圖

圖2 懸挑結(jié)構(gòu)局部構(gòu)造圖

圖3 橋梁效果圖

實(shí)例二：某跨秦淮河大橋

該項(xiàng)目位于秦淮河風(fēng)光帶上，為滿足游客觀景需求以及提高人非過(guò)橋的舒適性，采用（65+80+65）m等截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋。慢行系統(tǒng)設(shè)置在懸臂橋面板下，車人分離，可使行人得到保護(hù)。一方面主橋的寬度減少相應(yīng)降低了造價(jià)，另一方面慢行系統(tǒng)過(guò)河爬高可減少3m，提高了慢行系統(tǒng)過(guò)河的舒適性，可滿足規(guī)范非機(jī)動(dòng)車縱坡的要求。同時(shí)在河道兩側(cè)設(shè)置景觀平臺(tái)，可豐富橋梁立面造型，平臺(tái)處設(shè)置人行梯道，以方便橋下行人過(guò)河[3]。

橋梁結(jié)構(gòu)形式及效果圖如下圖所示。

圖4 橋梁斷面構(gòu)造圖

圖5 橋梁效果圖

以上兩個(gè)實(shí)例都是通過(guò)箱梁懸臂下挑結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)非分離的雙層交通形式，方案一由于地理環(huán)境以及交通組織的制約，采用吊桿連接鋼梁懸挑結(jié)構(gòu)，將人非車道懸挑于主梁懸臂之下，減小了主梁的寬度，同時(shí)由于主橋采用轉(zhuǎn)體施工，這種形式有效的減小了主梁的自重，雖然每隔3～4m都有吊桿影響視線，但是橋梁處于跨滬寧高速上，景觀效果要求不是很高；方案二由于景觀效果的要求，人非車道置于箱梁下懸臂上，雖然增加了橋梁整體的橫向受力，但這種結(jié)構(gòu)，充分利用主梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，且箱梁處于開口形式，采光效果較方案一要好，可以將邊腹板適當(dāng)裝飾就能形成獨(dú)特的景觀效果。

4 結(jié)語(yǔ)

城市橋梁雙層交通的概念設(shè)計(jì)是城市的發(fā)展、景觀要求以及在有效利用橋梁主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的現(xiàn)實(shí)需要，本文對(duì)雙層橋梁的發(fā)展歷史，以及其特點(diǎn)的分析，通過(guò)兩個(gè)工程案例，提出了對(duì)于中等跨徑雙層橋梁結(jié)構(gòu)形式的實(shí)現(xiàn)方式，可供以后類似工程提供設(shè)計(jì)思路。

[1]許兆軍,侯文葳,張玉玲.公鐵兩用橋在我國(guó)的應(yīng)用前景[J].鐵道建筑,2000,(12):16-19

[2]孫建淵,陳階亮.城市橋梁雙層交通的概念設(shè)計(jì)[J].橋梁建設(shè),2006,(2):39-42

[3]林同炎,NED H BURNS.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].第三版.北京:中國(guó)鐵道出版社,1983

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