浅谈城市机非分离—双层桥梁设计方案

2015-06-28袁文

四川水泥 2015年4期

关键词：双层箱梁交通

袁文

(苏州绕城高速公路有限公司，江苏苏州 215000)

浅谈城市机非分离—双层桥梁设计方案

袁文

(苏州绕城高速公路有限公司，江苏苏州 215000)

从城市桥梁机非分离目的出发，通过研究分析桥梁双层交通的背景及特点，提出了实现城市桥梁机非分离双层交通概念设计的原则、条件，并结合工程实践在不同工程背景下给出了两种双层交通的工程实例，为今后的设计提供思路。

机非分离双层交通城市桥梁

0 引言

随着国家经济的发展，土地资源的稀缺以及桥梁建设用地的紧张，同时交通量的快速增长，造成多数已建单层交通的城市桥梁日益拥堵，而且很多城市非机动车辆与机动车辆混行，造成很大的安全隐患。因此，为有效利用桥梁的主体结构，改善桥梁通行条件，满足城市景观需要，双层交通或双层桥面的城市桥梁设计已在很多城市的建设中得到应用。

1 城市桥梁双层交通的背景

桥梁是人类在生活和生产活动中，为克服天然障碍而建造的建筑物，也是有史以来人类所建造的最古老、最壮观和最美丽的建筑工程，我国更是桥梁古国，无论在其造型艺术、施工技巧、历史积淀、文化蕴涵，还是人文景观等方面，都曾为世界桥梁建筑史谱写了光辉的篇章。

但是随着城市的发展，因各种环境因素的制约，以及人类科学技术的进步，传统的单层交通有时已不能满足城市发展的需要，从而出现了双层交通的概念。早期的双层交通主要以“公、铁”两用桥为主，如我国自行设计建造的第一座双层铁路、公路两用桥钱塘江大桥，就是典型的案例，此后的武汉长江大桥、南京长江大桥更是我国桥梁史上的辉煌。如今全国首座人车分离的双层“S”形大型城市景观斜拉桥，设计师将人行道独具匠心地飞架在桥面上方，形成并不规则的“S”形布设，为全漂浮体系，宛如一条优美飘逸的彩带飞跨于涪江之上，不仅满足了一般的通行要求，更丰富了旅游观光视点，提升了桥梁的整体景观效果。

2 城市桥梁双层交通的特点

由于城市空间以及城市交通的复杂性，城市桥梁除了满足一般桥梁的功能外，在实用、景观等方面也提出更高的要求。

（1）安全性由于双层交通队结构的动力性能、抗疲劳性能要求较高，因此对于主要的承重构件、重要节点构造应考虑其动力特性，对于大跨度双层交通桥梁应进行车桥耦合振动特性研究，使得结构的固有自振频率在合理范围内[1]。

（2）舒适性通常采用机非分离方式的桥梁，都会设置人非慢行系统，降低人非桥梁的纵坡，或者在桥梁两侧设置梯道，对于行人以及非机动车辆的行驶，更体现了“以人为本”的设计理念。

（3）景观性城市桥梁不仅要求与周围的景观相协调，还应提供一个优美的平台供游客驻足观赏，特别是机非分离的双层交通，在结构上已经将行人与机动车分开，提高了行人的安全性，但是由于是双层结构，上层桥梁对于下层结构有一定的遮光影响，因此在设计过程中应充分考虑下层结构的采光性能，合理利用结构形式的优越性，提升整个桥梁的景观要求[2]。

（4）经济性桥梁设计应体现经济上的合理性，对于这种双层交通的桥梁，因其结构的特殊，在经济上不可避免的会增加其投资，但是在设计中必须进行详细周密的技术经济比较，在满足桥梁结构安全和景观要求的前提下，尽量减少桥梁的整体造价。

3 工程实例

实例一：某跨沪宁高速公路桥

该项目地处沪宁高速公路繁忙路段，主桥采用(65+100+65)m预应力砼变截面连续箱梁，横向采用单箱单室直腹板截面，单箱梁顶板宽17.5m，底板宽8.5m,翼缘板悬臂长4.5m，施工采用转体施工。由于人非绕行要多出420m左右，且需经过两侧交叉，交通组织不顺畅，故行人、非机动车随桥过沪宁高速，但机动车道与人非混行车道上下分离，采用不同纵坡上桥。人非混行车道主桥部分采用吊杆连接钢梁悬挑结构，吊杆间距3～4m，如下图所示。

图1 桥梁断面构造图

图2 悬挑结构局部构造图

图3 桥梁效果图

实例二：某跨秦淮河大桥

该项目位于秦淮河风光带上，为满足游客观景需求以及提高人非过桥的舒适性，采用（65+80+65）m等截面预应力砼连续梁桥。慢行系统设置在悬臂桥面板下，车人分离，可使行人得到保护。一方面主桥的宽度减少相应降低了造价，另一方面慢行系统过河爬高可减少3m，提高了慢行系统过河的舒适性，可满足规范非机动车纵坡的要求。同时在河道两侧设置景观平台，可丰富桥梁立面造型，平台处设置人行梯道，以方便桥下行人过河[3]。

桥梁结构形式及效果图如下图所示。

图4 桥梁断面构造图

图5 桥梁效果图

以上两个实例都是通过箱梁悬臂下挑结构，实现机非分离的双层交通形式，方案一由于地理环境以及交通组织的制约，采用吊杆连接钢梁悬挑结构，将人非车道悬挑于主梁悬臂之下，减小了主梁的宽度，同时由于主桥采用转体施工，这种形式有效的减小了主梁的自重，虽然每隔3～4m都有吊杆影响视线，但是桥梁处于跨沪宁高速上，景观效果要求不是很高；方案二由于景观效果的要求，人非车道置于箱梁下悬臂上，虽然增加了桥梁整体的横向受力，但这种结构，充分利用主梁的结构特点，且箱梁处于开口形式，采光效果较方案一要好，可以将边腹板适当装饰就能形成独特的景观效果。