一种异形钢筋混凝土连续梁景观桥工程设计介绍

2015-06-28徐妍杜秋

四川水泥 2015年5期

关键词：江心坡道主桥

徐妍杜秋

(大连市市政设计研究院有限责任公司)

一种异形钢筋混凝土连续梁景观桥工程设计介绍

徐妍杜秋

(大连市市政设计研究院有限责任公司)

本文以牡丹江市江心岛左岸桥为工程背景，介绍其工程概况及建设条件，并介绍了景观桥的设计构思及原则。详细描述了双“V”组合而成的异形钢筋混凝土连续梁桥上下部结构设计参数，可供其他类似工程设计参考。

景观人行桥连续梁设计

1、工程概况

牡丹江左岸为老城区、滨江公园园林环境，牡丹江右岸为牡丹江市江南新区会展中心附近，规划建设中的江心岛为牡丹江左右岸的生态景观过渡带，两岸均为已开发多年的园林环境，河床较宽阔平缓，岸边坡为稳定老河床、低漫滩，较平坦。拟建的左岸桥将连接公园中心的八女投江雕塑广场附近的木栈道与江心岛，将成为公园景观中全新的增长点。

2、建设条件及主要技术标准

2.1 气象条件

本工程所属牡丹江流域，地处中纬度地区，寒温带，属大陆性季风气候区，冬季严寒干燥而漫长，夏季炎热短促，秋季降温急剧，春季升温快干燥多风，夏秋降雨集中。全年5个月（11月～3月）气温在0℃以下。年平均气温3.5℃，冬季最低气温一般在零下30～33℃。

2.2 地质条件

地质钻探表明，桥位处从上至下地层依次为杂填土、低液限粉土、级配不良细砂、级配不良中砾（圆砾）、强风化砂岩、中风化砂岩、中风化砂岩、微风化砂岩。

2.3 主要技术标准

（1）标准横断面：主桥标准宽度8m（含两侧护栏）；

（2）荷载标准：人群荷载满布4.0KN/m2；

（3）桥梁设计安全等级：二级；

（4）桥梁设计基准期：100年；

（5）设计洪水频率：设计洪水频率为二十年一遇，洪水位标高234.75m（常水位229 m）；

（6）地震动峰值加速度：0.05g。

3、桥型构思及方案选择

3.1 桥型构思的原则

经过对江心岛景观规划、现场地形水文特征及牡丹江市城市设计的充分研究，桥梁设计的基本思想是建设一座浑然天成、成为景观重要组成部分的亲水桥，使得桥上及两岸行人都获得比较优美、舒适、愉悦的视觉感受，尽量使得桥梁能够与江心岛、与周边环境融为一体，相互融合、映衬。从而，得出桥梁主要设计原则如下：

（1）最大限度融入环境，实现空间变化的舒缓过渡；

（2）降低建筑高度，不“比高度”、“抢眼球”；

（3）简约明快，追求舒缓、放松、活力与开阔感；

（4）尽量不破坏江面开阔的自然景观；

（5）降低造价、施工难度和维护费用。

图1 景观桥效果图

3.2 方案选择

人行桥作为城市重要的人造景观，力求造型美观、结构新颖、形式多样。竖向设计与牡丹江左岸现有木栈道、江心岛总体景观规划设计标高配合协调，尽量做到顺适、均衡，保持景观的连续性，满足景观要求。本桥进行了下承式系杆拱桥、斜拉桥等方案的对比，综合考虑了造价、施工难度及与周围环境的协调性等因素，最终选择了双“V”组合而成的异形钢筋混凝土连续梁桥的方案。

4、桥梁设计

4.1 总体布置

桥梁分为主桥、分岔支路、坡道（含连接段）、亲水平台：

主桥平面采用双“V”组合而成的异形钢筋混凝土连续梁，全长59.411m=19.706 m +20+19.706 m，标准宽度8m，分岔最宽处11.5m。主桥两端各通过两处分岔支路与1：10坡道相连，落在与江岸相接的亲水平台上。分岔支路全长32m=2x16m，桥宽4m。弧型亲水平台中心线圆弧长度共81.88m，宽4m。

图2 桥型布置图

1：10坡道采用对向两跑折线布置，单跑坡道长15.25m，中间设置圆弧形休息平台。

连接段单侧全长18.75m，铺装顶面标高233.5m，将坡道落地点与与现有北岸木栈道同标高顺接。

4.2 上部设计

主桥为异形变宽构造，桥梁横向两侧各设置0.5m宽人行道栏杆及照明布置区，中间为人行步道区，标准宽度8m，分岔最宽处11.5m。分岔支路坡道及连接段宽度均为4m。

本桥横桥向结构按等梁高设计，设置FC40纤维混凝土铺装实现0.5%排水横坡。

上部结构采用钢筋混凝土连续梁梁高采用1.0m。

桥梁断面为单箱多室鱼腹梁形式，桥梁鱼腹式断面外圆弧由两段圆弧组成，在视觉上产生优美、简洁、明快的效果。

钢筋混凝土连续梁桥梁形式为单箱多室，除主桥段两交接墩处支点附近腹板厚度0.6m外，腹板厚度均采用0.4m。箱梁顶板、底板厚度均采用0.15m。

连续梁横隔梁采用普通钢筋砼结构形式。

4.2下部设计

图3 8m宽桥梁断面（单位：cm）图4 4m宽桥梁断面（单位：cm）

根据上部结构形式，墩柱应以与上部结构造型协调、外形轮廓简洁、比例适度、节省造价为原则。基于以上考虑，桥梁采用以下两种桥墩形式：

中空V型单墩：单个桥墩墩身上部设置倒三角形孔洞，形成横桥向双柱支撑横梁的墩身上部构造。圆形截面单墩：桥墩墩身截面为圆形，墩身采用平滑曲线设计，墩顶根据结构和景观需要，采用曲线形成的扩大墩帽。桩基采用钻孔灌注桩，桩基直径为1.5m。

图5 中空V型单墩（单位：cm）图6 圆形截面单墩（单位：cm）4.3亲水平台设计

亲水平台平面为扁圆形空心布置，曲线段起点附近设置高差0.6m台阶形成下层平台,曲线段中心线圆弧半径38m，中心线圆弧长度共81.88m。

上部结构采用钢筋混凝土实心板梁，板厚0.4 m，横向两侧设置悬臂，结构简洁明快。

亲水平台墩柱采用圆形截面单墩：桥墩墩身截面为圆形，墩身采用平滑曲线设计，墩顶根据支座布置需要，采用曲线形成的扩大墩帽。

桥台采用埋置式桥台。桩基采用钻孔灌注桩，桩基直径为1.2m。桥台基础采用刚性扩大基础。

4.4 耐久性设计

1 本工程处于II类环境，现对结构混凝土耐久性提出如下要求：

最大水灰比0. 5；最小水泥用量300 kg/m3，最大氯离子含量0.15%；最大碱含量3.0 kg/m3。

2 上部梁体混凝土抗冻等级F250，墩身混凝土抗冻等级F300，抗渗等级W8。相应混凝土掺入适量引气剂，其拌合物的含气量按《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）规定采用。

3 桥面铺装、伸缩缝预留槽口后浇混凝土中掺加微硅粉，其含量是25.0kg/m3。

4 混凝土防腐涂层：本桥要求在主梁、桥墩表面均涂刷防腐材料。

混凝土防腐涂层，防腐蚀涂料除了应具有较强的防腐蚀性能和耐候性外，还应具有优异的装饰性能，保光、保色性能好，涂层承受构件变形的能力强。

混凝土涂层系统应由底层、中间层和面层配套涂料涂膜组成，其设计总干膜厚度为350μm。

5 墩柱外包钢板防腐涂层：本工程为避免下部结构受到流冰割蚀，对墩柱进行外包钢板防护。钢板需进行表面处理：喷砂除锈，质量等级为Sa 2.5，然后分别喷涂环氧富锌底漆2道，干膜厚度40+35μm；环氧云铁中间漆2道，干膜厚度2x140 μm；氟碳面漆2道，干膜厚度2x40μm，氟碳面漆颜色应尽量接近混凝土结构本体。