谈一座景观人行天桥的设计

王 佳

(合肥市规划设计研究院，安徽 合肥 230041)

谈一座景观人行天桥的设计

王 佳

(合肥市规划设计研究院，安徽 合肥 230041)

以实际工程为例，简要介绍了天桥结合景观在结构形式、栏杆、桥面铺装等方面的设计手法，并采用有限元软件，对天桥应力、刚度及自振频率进行了分析，据此提出了桥梁施工方案，可为类似工程设计提供参考。

人行天桥，景观设计，应力，刚度，自振频率

0 引言

随着国家经济发展水平的提高，城市人行天桥除了本身具有解决道路两侧人流通行的功能外，其景观性也越来越受到设计者及市民的重视，一座漂亮的人行天桥可以起到提升城市道路美观性的作用，甚至能成为城市一个区域的地标性建筑。

1 工程概况

本桥位于合肥市庐江县塔山广场大门处T形交叉路口。作为庐江县城新建的文化中心，塔山广场集休闲、文化活动功能为一体，是当地政府及百姓开展户外活动的重要场所，因此对广场附近的建筑外观有较高要求，本天桥用于T形交叉路口处行人进出广场。

本桥主桥在平面上采用U形形式，主梁全宽4.4 m，净宽4 m，主桥全长184.1 m。

本次设计除要求结构立面、断面新颖独特外还需在桥梁栏杆、铺装上做好创意，另外桥梁灯饰在立面范围内走线需要做隐蔽处理，最终主梁选择钢箱梁，斜腹板外侧加弧形镂空板，镂空板内设置灯具，弧形镂空板另外一个重要作用是视觉效果上降低梁高，镂空板底面与主梁底平齐，同时栏杆采用不锈钢栏杆，铺装采用五莲红色花岗岩火烧板。 塔山广场人行天桥效果图及平面图见图1～图3。

2 桥梁方案

2.1 桥型方案选择原则

1)符合内环北路及黄山北路整体规划要求。2)服从桥梁总体造型要求。3)构造创新独特，结构新颖。4)结构构造满足照明走线隐蔽情况下还容易检修的要求。5)桥梁设计同周边环境统一。

2.2 桥型方案

本桥主桥在平面上采用U形形式，主梁全宽4.4 m，净宽4 m，主桥全长184.1 m，共分5个梁段，分别为L1～L5梁段，L1，L2，L4及L5为两跨连续梁，其中L1梁跨径为9.2 m+35.8 m，L2梁跨径为12.528 m+12.527 m，L3梁为单跨34 m，L4梁跨径为13.22 m+4.47 m，L5梁跨径为9.2 m+35.8 m。L1，L3及L5梁为直线梁，L2及L4为曲线梁，L2主梁中心线半径为27.2 m，L4主梁中心线半径为22.2 m，L2及L4梁中墩采用墩梁固结。L1～L5之间设置伸缩缝。钢箱梁断面图见图4。

2.3 栏杆方案

栏杆是影响桥梁美观的一个重要组成部分，本桥栏杆采用不锈钢栏杆，简洁、大方(见图5)。

2.4 铺装方案

天桥铺装既要体现出美观还要保证防滑、耐脏，经过多方案比选，本桥采用五莲红色花岗岩火烧板，并设计拼花，中间火烧板平面尺寸为50 cm×50 cm，两边的火烧板尺寸为23 cm×50 cm，缝宽0.4 cm。 铺装平面示意图见图6。

3 桥梁结构设计

3.1 技术标准

1)设计荷载：人群荷载：5.0 kN/m2；栏杆水平推力：2.5 kN/m，竖直荷载：1.2 kN/m；基本风压：0.4 kN/m2；2)地震烈度：地震动峰值加速度系数为0.1g(地震基本烈度为7度)；3)桥下机动车道净空：成桥后不小于5 m。

3.2 上部结构

本桥上部结构采用单箱单室钢箱梁，梁高1.45 m，顶、底板厚16 mm，腹板厚14 mm，横隔板厚10 mm，顶板单侧悬臂长0.9 m，横隔板间距3 m，中间每隔1 m设置一道横向加劲肋(位于顶、底板及腹板)，纵向加劲肋间距40 cm，位于支座处横隔板加密并加厚至16 mm。钢箱梁断面腹板外侧弧形装饰板厚度6 mm，出于美观及内置照明灯具的原因，装饰板立面每隔2.5 m镂空一个梅花形、五角星形或椭圆形的孔洞。

L1及L5梁由于规划道路断面的原因，两跨的跨比较小，边跨支座在恒载及活载作用下会出现负反力，因此在较小跨钢箱梁内部填充6.4 m长C30素混凝土压重。

3.3 下部结构

主墩采用花瓶墩及圆柱墩两种，花瓶墩用于L1，L3以及L5的边墩，圆柱墩用于L1，L2，L4及L5的中墩。其中花瓶墩墩身横桥向底宽1.8 m，顶宽2.2 m,厚度1.2 m；L1及L5中墩采用直径1.5 m圆柱墩；L2及L4中墩采用直径0.9 m圆柱墩。除0.9 m圆柱墩基础采用1.5 m厚承台接2根直径1 m人工挖孔桩外，其余各墩基础均采用1.5 m厚承台接4根直径1 m人工挖孔桩。

4 计算模型

由于L1梁和L5梁尺寸相同，L2和L4类似，且L2跨径比L4大，故本桥只进行L1梁，L2梁及L3梁的计算。其中L1及L3为直线桥，采用桥博3.03软件进行计算；L2为曲线桥，采用MIDAS2012软件进行计算。

L1梁共66个节点，65个单元；L2梁共46个节点，45个单元；L3梁共62个节点，61个单元。L1，L2及L3梁横截面见图7。

5 结果分析

5.1 钢箱梁使用阶段应力验算

根据以上模型计算，使用阶段L1梁截面上下缘最大压应力为95.6 MPa，最大拉应力为76.3 MPa；L2梁截面上下缘最大压应力为67 MPa，最大拉应力为38 MPa；L3梁截面上下缘最大压应力为53.5 MPa，最大拉应力为97.6 MPa；Q345q-C钢材允许弯曲应力为〔σw〕=210 MPa。

使用阶段钢箱梁截面上下缘应力极值均未超过容许值，满足规范要求。

5.2 钢箱梁刚度验算

按规范要求，天桥上部结构由人群荷载计算的最大竖向挠度不应超过L/600(L为桥梁跨径)。由模型计算结果得知，L1，L2及L3梁由人群荷载引起的最大竖向位移分别是-18.9 mm，-0.332 mm及-27.1 mm，均满足规范要求。

5.3 钢箱梁自振频率验算

根据模型计算，L1，L2及L3梁的第一自振频率分别为3.35 Hz，30.27 Hz及3.15 Hz，均满足规范要求的最小频率3 Hz的要求。

6 桥梁施工

本桥上部结构钢箱梁采取分段工厂预制，现场吊运拼装，同时在现场设置临时支架。

根据地勘资料显示，本桥下方地质条件变化较大，但持力层均在15 m以内，且粘土层较厚，故采用人工挖孔桩，施工时应采用隔桩施工以防塌孔。桥墩墩身及承台均采用现浇施工。

7 结果分析

经过计算分析，主梁在使用阶段钢箱梁应力验算、刚度验算以及自振频率验算均满足规范要求。

本桥的设计重点在于首先采用混凝土压重的方式控制L1及L5梁边跨支座负反力，其次通过构造控制L1，L3及L5的自振频率，最后注意在梁底设置泄水孔及腹板处设置通风孔等措施避免梁内积水及减小箱室内外温差。

由于主梁分段预制，因此需要注意合理设置临时支撑点，一般在跨径0.2倍处。

8 结语

随着国民经济的不断发展，交通拥堵的情况也越来越严重，人行天桥作为一种公共建筑越来越多的出现在人们的视野中。修建人行天桥不仅可以保证在不影响机动车交通的情况下帮助行人横跨机动车道，同时还应成为城市公共空间的一道景观，而这也应逐渐成为设计者的一种自觉行为。

[1] 单晓芳.浅谈景观人行天桥的设计[J]．城市道桥与防洪，2006(5)：72-74．

[2] 陈宏彬．关于城市人行天桥设计的一些探讨[J]．广东建材，2009(4)：191-193．

[3] 潘 颖，邓 宇．城市人行天桥方案设计探讨[J]．重庆科技学院学报(自然科学版)，2009(6)：88-90．

[4] CJJ 69—95，城市人行天桥与人行地道技术规范[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，硕士，工程师

U442.5

A