城市高架橋景觀造型設(shè)計(jì)

劉 劍 ，劉敬坤

（1.廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，廣東廣州 510060；2.中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東廣州 510520）

0 引言

城市高架橋是指在城市中承擔(dān)交通運(yùn)輸功能的橋梁，其貫穿整個(gè)城市交通系統(tǒng)。城市高架橋景觀作為城市景觀中的組成部分，在高架橋設(shè)計(jì)中越來越受到重視。

城市高架橋在以往的設(shè)計(jì)中通常采用橋體綠化、照明、涂裝等附屬設(shè)施來增強(qiáng)景觀性，與周邊建筑物、環(huán)境相協(xié)調(diào)。但與此同時(shí)結(jié)構(gòu)自身尺寸及圬工體量大，上下體量不均衡、線條欠流暢等造成工程也難以融入周邊環(huán)境。為了讓城市高架橋更好與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，可通過總體布置，結(jié)構(gòu)造型來達(dá)到橋梁自身的景觀效果。

1 工程概況

海南文昌銅鼓嶺國際生態(tài)旅游區(qū)位于海南省文昌市龍樓鎮(zhèn)東側(cè)。銅鼓嶺國際生態(tài)旅游區(qū)包括銅鼓嶺國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、淇水灣、云梯寶陵河及月亮灣片區(qū)。旅游區(qū)東部和南部瀕臨浩瀚的南海，西靠龍樓鎮(zhèn)，北至銅鼓嶺以北10km，旅游區(qū)總面積為86.64km2。

本項(xiàng)目規(guī)劃作為銅鼓嶺國際生態(tài)旅游區(qū)的主出入口，相應(yīng)需配合旅游區(qū)的建設(shè)，為達(dá)到項(xiàng)目與旅游區(qū)相協(xié)調(diào)的效果，針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)周邊環(huán)境進(jìn)行景觀造型設(shè)計(jì)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

為了能適應(yīng)平面線形曲直變化，通過合理布跨及結(jié)構(gòu)高度有規(guī)律變化，橋梁共設(shè)置4 聯(lián)現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，跨徑組合為3×20+（30+50+30）+2×（3×20）；第 2 聯(lián)上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，第1、3、4 聯(lián)采用普通鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁?？紤]墩柱圓弧形曲線變化的墩頂造型，顯得輕巧，與上部結(jié)構(gòu)斜腹板的流暢線形相協(xié)調(diào)，下部結(jié)構(gòu)采用V 型薄壁墩、配鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，圖1為橋梁橫斷面圖。

圖1 橋梁橫斷面圖

2.2 上部結(jié)構(gòu)

2.2.1 預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁

（30+50+30m）預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，縱梁跨中高度為2.0m，中支點(diǎn)處3.2m，橫梁處加高20cm，；外側(cè)懸臂長(zhǎng)度為2.5m，端部厚度為15cm，根部厚度為45cm。箱梁采用兩個(gè)獨(dú)立的單箱單室箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)懸臂板剛性連接。箱梁頂板厚度為25cm，底板厚度為22cm，腹板厚度為45~60cm，端橫梁寬度為1.5m，中橫梁寬度為2.0m。墩頂位置通過貫通的橫梁把兩個(gè)獨(dú)立的箱梁連接成整體，此外，箱梁跨間沿縱向每隔5m 左右設(shè)置連續(xù)的小橫隔梁，厚度30cm，增強(qiáng)兩個(gè)箱梁的橫向連接，圖2 為30+50+30m支點(diǎn)橫斷面圖。

圖2 30+50+30m 支點(diǎn)橫斷面圖

2.2.2 普通鋼筋現(xiàn)澆箱梁

現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁的跨徑為20m，箱梁等高1.6m，箱梁采用兩個(gè)獨(dú)立的單箱單室箱型結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)懸臂板剛性連接。在翼板寬度變化段，采取一跨橋孔范圍內(nèi)逐漸改變翼板寬度完成梁體外形的過渡，圖3 為20m 跨徑橫斷面圖。

圖3 20m 跨徑橫斷面圖

箱梁頂板厚度為250mm。箱梁底板的厚度為220mm。箱梁邊腹板采用斜腹板，厚度為45～60cm。腹板厚度變化長(zhǎng)度2m。箱梁跨間沿縱向每隔5m 左右設(shè)置連續(xù)的小橫隔梁，厚度30cm，增強(qiáng)兩個(gè)箱梁的橫向連接。

在支點(diǎn)處設(shè)置橫梁，橫梁與墩柱采用支座連接。中墩墩頂橫梁寬度為2.0m，邊墩墩頂橫梁寬度為1.5m。

2.3 下部結(jié)構(gòu)

本工程橋墩采用V 型薄壁板式墩，墩柱支承上部結(jié)構(gòu)的橫梁，普通鋼筋混凝土箱梁橫梁高度為1.94m，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁端橫梁高度為2.2m，中橫梁高度為3.4m，均采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

第2 聯(lián)中間墩縱向?qū)挾葹?.6m，其余為1.4m，過渡墩在墩頂2.85m 范圍縱向?qū)挾扔?.4m 變?yōu)?.0m。墩根部橫向?qū)挾?.2m；并且開1m×0.25m 的倒角。墩向上呈橫向V 字形弧線展開，并分為兩肢，墩頂處兩肢中心距為6.8m，每肢的橫向?qū)挾?.2m。在墩頂處設(shè)置一系梁，梁高0.8~1.2m，梁寬0.9m。

3 抗震設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目位于地震高烈度Ⅷ度區(qū)，需進(jìn)行相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)?？拐鹩?jì)算采用空間桿系模型，建模時(shí)考慮上下部的共同剛度，支座和橋墩剛度串聯(lián)。支座縱橋及橫橋向剪切剛度計(jì)算值為K=100000kN/m，豎向剛度值為10000000kN/m。樁基礎(chǔ)采用土彈簧進(jìn)行模擬。模型見圖 4、圖5。

圖4 抗震計(jì)算結(jié)構(gòu)模型

圖5 E1 地震作用縱、橫橋向橋墩強(qiáng)度

E1 地震作用下進(jìn)行的墩柱強(qiáng)度計(jì)算表明，橋墩順橋向、橫橋向強(qiáng)度均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

通過建立整體分析模型及局部（墩柱）彈塑性模型，進(jìn)行E2地震作用下靜力彈塑性（PUSHOVER）分析，橋墩橫橋向抗震位移滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

E1、E2 地震荷載作用下，結(jié)構(gòu)彈、塑性分析表明，下部墩柱的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及配筋滿足規(guī)范要求，達(dá)到設(shè)防目標(biāo)。

4 結(jié)語

城市高架橋作為有效利用城市空間、緩解城市擁堵的重要途徑，其上下部設(shè)計(jì)不僅要滿足基本功能要求，還要保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體觀感，達(dá)到簡(jiǎn)潔美觀，高架橋建設(shè)過程中應(yīng)不斷加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)，以滿足城市發(fā)展的多樣化需求。本文結(jié)合實(shí)例對(duì)高架橋上下部選型及設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要論述，對(duì)高架橋的造型設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。