龍永高速公路橋梁景觀護(hù)欄設(shè)計

徐 超，陳洪林

(1.長沙中路虎臣工程技術(shù)咨詢有限公司，湖南 長沙 410005；2.湖南省永龍高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 永順 416700)

龍永高速公路橋梁景觀護(hù)欄設(shè)計

徐 超1，陳洪林2

(1.長沙中路虎臣工程技術(shù)咨詢有限公司，湖南 長沙 410005；2.湖南省永龍高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 永順 416700)

依托龍永高速公路工程,針對高速公路自身特點及其所處區(qū)域自然、人文環(huán)境的特點, 設(shè)計了一種高速公路橋梁護(hù)欄的景觀造型。該景觀造型美觀、誘導(dǎo)性強(qiáng)、視覺通透性良好, 體現(xiàn)了強(qiáng)烈的民俗文化特色,為龍永高速公路提供了更舒適的運營環(huán)境,為混凝土護(hù)欄的景觀設(shè)計提供了經(jīng)驗。

高速公路； 橋梁護(hù)欄; 景觀設(shè)計

0 引言

橋梁護(hù)欄是橋梁的安全設(shè)施，同時也是一道公路景觀，除了應(yīng)具有誘導(dǎo)視線和保障行車安全的功能，還要有與環(huán)境協(xié)調(diào)的外觀造型。但現(xiàn)有高速公路橋梁護(hù)欄設(shè)計偏重安全功能，忽略景觀功能，致使護(hù)欄形式千篇一律，個性不足，不能充分展示項目特點和地域的自然、人文景觀及歷史、民俗文化特色，無法滿足人們對景觀越來越高的需求。因此在對湖南省龍永高速公路橋梁護(hù)欄進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時, 采用了一種新型的鏤空型景觀護(hù)欄, 本文將對其設(shè)計作出介紹。

1 景觀設(shè)計要素調(diào)查

湖南省龍山至永順高速公路地處湘西武夷山腹地，呈南北向縱貫湘西自治州龍山縣和永順縣，沿途風(fēng)景秀麗，名勝古跡較多，沿線均為土家族、苗族等少數(shù)民族聚居區(qū)，區(qū)域文化特色鮮明，自然、人文景觀交相輝映，民族風(fēng)情濃郁迷人。

1.1 自然景觀

湘西的地形有“八山一水一分田”之說，屬于云貴高原的東緣，是典型的石灰?guī)r地質(zhì)。主要的自然景觀有烏龍山大峽谷、德夯峽谷、南華山國家森林公園、鳳凰山省級森林公園、紅石林國家地質(zhì)公園、猛洞河、屯糧山、坐龍峽、不二門等。

1.2 歷史文化

湘西不只是有奇異俊秀的山川景色，而且有博大精深、源遠(yuǎn)流長的歷史文化，如鳳凰古城、里耶古城、老司城、南方長城、虹橋風(fēng)雨樓、吊腳樓、鼓樓、沱江水車等。

1.3 民俗文化

湘西地域多民族的和諧共處，形成豐富的民俗文化繁榮共存的景象。體現(xiàn)湘西民俗文化的有當(dāng)?shù)氐拿袼坠?jié)日，苗族的“四月八”、趕秋，土家族的趕年、六月六，侗族的蘆笙節(jié)等傳統(tǒng)節(jié)慶；體現(xiàn)民族服飾、文化的有苗族的蠟染、銀飾，土家族的“西蘭卡普”、剪紙等。

2 景觀設(shè)計原則

橋梁景觀護(hù)欄設(shè)計通過對龍永高速公路沿線自然、人文景觀元素的分析，提煉出設(shè)計可應(yīng)用的元素，采用抽象、聯(lián)想、形象思維等方法將元素加工修飾，盡量用簡潔、流暢、抽象的線條來體現(xiàn)設(shè)計元素的主題，綜合考慮橋梁護(hù)欄的視線誘導(dǎo)作用和景觀效果。主要遵循以下原則：

1)嚴(yán)格遵守我國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文相關(guān)規(guī)定。

2)堅持以人為本，以“安全、環(huán)保、美觀、和諧”為設(shè)計理念。

3)滿足橋梁護(hù)欄的安全防護(hù)能力，體現(xiàn)設(shè)計安全性。

4)體現(xiàn)龍永高速公路沿線的自然、人文的特點。

5)堅持景觀設(shè)計技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)實用。

6)護(hù)欄設(shè)計應(yīng)方便施工，有利于標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)。

3 景觀護(hù)欄方案比選

龍永高速公路橋梁護(hù)欄結(jié)構(gòu)形式以通過對設(shè)計元素的提取, 結(jié)合護(hù)欄本身的結(jié)構(gòu)特點, 提出鏤空、沉(浮)雕以及頂部造型共3大類共計8種景觀設(shè)計方案。

3.1 方案組一：鏤空景觀

代表方案：平安鎖鏤空方案(圖1)、南長城鏤空方案(圖2)。平安鎖、南長城作為湘西州民俗、歷史文化的典型代表，辨識度高，造型美觀簡潔。

方案優(yōu)點：安全性好，造型美觀，視線通透性好，鏤空形象鮮明易辨識，寓意深刻。方案缺點：受造型尺寸限制，鏤空面積較小，施工難度居中。

圖1 平安鎖鏤空方案

圖2 南長城鏤空方案

3.2 方案組二：沉(浮)雕景觀

代表方案：南長城浮雕方案(圖3)、小背簍沉雕方案(圖4)、風(fēng)雨樓浮雕方案(圖5)、土家族圖騰浮雕方案(圖6)。

圖3 南長城浮雕方案

圖4 小背簍沉雕方案

圖5 風(fēng)雨樓浮雕方案

圖6 土家族圖騰浮雕方案

方案優(yōu)點：安全性好，地域民俗文化特色明顯，施工簡便。方案缺點：視線通透性差，景觀效果不明顯。

3.3 方案組三：頂部造型方案

代表方案：笑臉相迎方案(圖7)、南長城頂部造型+沉雕方案(圖8)。

圖7 笑臉相迎方案

圖8 南長城頂部造型+沉雕方案

方案優(yōu)點：安全性較好，頂部造型新穎美觀，視線誘導(dǎo)性強(qiáng)，圖案和諧生動。方案缺點：施工時所需模板較多，拆模不便，頂部造型增加造價。

4 方案選定

考慮到平安鎖既體現(xiàn)了湘西州濃厚的少數(shù)民族地方人文特色，也是我們中華民族所熟悉的物件, 寓意吉祥、平安，造型簡潔、通透,綜合考慮橋梁護(hù)欄的安全性、實用性、景觀效果及施工便利性對各方案進(jìn)行評價,經(jīng)過多次調(diào)研與討論，最終推薦主線橋梁景觀護(hù)欄方案為平安鎖鏤空方案，橋梁兩側(cè)增加一段土家族圖騰浮雕造型。見圖9、圖10。

圖9 平安鎖鏤空護(hù)欄試澆筑樣品

圖10 平安鎖鏤空護(hù)欄實景

5 護(hù)欄結(jié)構(gòu)設(shè)計

主線橋梁護(hù)欄的防撞等級為SS級，連接線橋梁及天橋護(hù)欄的防撞等級為SB級。本項目橋梁主線景觀護(hù)欄墻體型式維持原設(shè)計型式，即閩華-I型護(hù)欄截面形式，該護(hù)欄型式在湖南、福建等省份得到了廣泛應(yīng)用。見圖11。

圖11 護(hù)欄截面型式(單位：cm)

配筋情況為：橫梁的縱向鋼筋選擇3根Φ18的HRB400鋼筋，每米墻體豎向鋼筋經(jīng)受力計算及相關(guān)實車碰撞試驗檢驗，選擇6根Φ12的HRB400鋼筋，每米墻體與橋梁主梁的連接鋼筋經(jīng)選擇6根Φ16的HRB400鋼筋，其余非受力鋼筋按照結(jié)構(gòu)要求配置?？紤]鏤空位置易發(fā)生應(yīng)力集中，又加之鏤空上部橫梁配筋較強(qiáng)，下部配筋較弱，護(hù)欄內(nèi)外溫差等原因容易導(dǎo)致鏤空周圍墻體產(chǎn)生裂縫。故在鏤空周圍設(shè)置2根Φ12的HRB400縱向補(bǔ)強(qiáng)筋。

根據(jù)該配筋數(shù)量進(jìn)行了結(jié)構(gòu)驗算及穩(wěn)定性驗算：在水平碰撞力作用下，橫梁受力偏安全考慮簡化為簡支結(jié)構(gòu)，其跨中截面為最不利截面；墻體的受力特點類似于橋梁設(shè)計中一端固結(jié)的懸臂板，因此，墻體變截面位置以及墻體與橋梁主梁之間的連接設(shè)計均按照相關(guān)規(guī)范中懸臂板的設(shè)計方法進(jìn)行。鏤空位置以上的橫梁內(nèi)的縱向筋為受力鋼筋；墻體內(nèi)的豎向筋為受力鋼筋，縱向鋼筋為分布鋼筋。

經(jīng)驗算，護(hù)欄設(shè)計所采用的配筋滿足承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)驗算要求；護(hù)欄墻體的抗傾覆驗算考慮基礎(chǔ)與橋梁主梁翼板的共同受力，其整體抗傾覆穩(wěn)定性經(jīng)驗算滿足要求。

6 經(jīng)濟(jì)比較

平安鎖鏤空與優(yōu)化前設(shè)計相比，護(hù)欄防撞等級、斷面尺寸相同，鋼筋等級提高一級(HRB335提高至HRB400)。每米鋼筋用量和砼數(shù)量對比如表1。

表1 每延米護(hù)欄工程數(shù)量表及總數(shù)量表

通過比較，新型橋梁護(hù)欄方案的鋼筋用量和混凝土數(shù)量比原設(shè)計分別增加9.78%和5.36%。全線橋梁護(hù)欄整體造價增幅控制在10%以內(nèi)。

7 結(jié)束語

本文通過對龍永高速公路沿線的自然、人文環(huán)境的調(diào)研及分析，結(jié)合公路設(shè)計的指導(dǎo)思想和美學(xué)設(shè)計理念, 采用靜態(tài)效果圖、仿真動畫模擬等技術(shù)手段設(shè)計了符合當(dāng)?shù)匚幕厣蜐M足視覺通透效果的景觀護(hù)欄形式。本景觀造型護(hù)欄已在龍永高速公路上應(yīng)用, 其良好的景觀性、誘導(dǎo)性和視覺通透性受到社會普遍贊譽。

此景觀護(hù)欄的研究成功有助于改善公路運營環(huán)境、提高行車舒適度, 為混凝土護(hù)欄的景觀設(shè)計理念提供有效經(jīng)驗。

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