武占科　江建軍

(同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司，上?！?00092)

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鄂爾多斯市某上承式景觀橋梁設(shè)計(jì)

武占科江建軍

(同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司，上海200092)

摘要:介紹了鄂爾多斯市某上承式景觀橋梁設(shè)計(jì)的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過模擬計(jì)算，探討了該橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并闡述了其主要的施工步驟與要求，確保了成橋后橋梁的正常運(yùn)營(yíng)。

關(guān)鍵詞:景觀橋梁，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算模型，鋼結(jié)構(gòu)

1　概述

該景觀橋梁位于鄂爾多斯市伊金霍洛旗，呈南北走向。橋梁范圍道路中心線為直線+圓曲線段，根據(jù)景觀方案要求，橋梁采用上承式鋼結(jié)構(gòu)拱橋，全長(zhǎng)59．256 m，橋?qū)?0．80 m。

伊金霍洛旗的地質(zhì)基礎(chǔ)是侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)的水平巖層，地下水巖相變化十分劇烈，中生界和新生界地層發(fā)育、分布普遍。巖層大部分為砂巖和礫巖，巖層疏松，易于風(fēng)化。橋位處地質(zhì)狀況較好，橋梁采用重力式基礎(chǔ)。

2　主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1)道路等級(jí):城市次干道;2)計(jì)算行車速度:40 km/h;3)設(shè)計(jì)荷載:橋梁設(shè)計(jì)荷載:城—A級(jí);4)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn):基本烈度6度，工程區(qū)域地震動(dòng)峰值加速度為0．05g。

3　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3．1橋型布置

橋梁采用上承式鋼拱結(jié)構(gòu)，拱橋跨徑為44．87 m，橋?qū)?0．80 m，共設(shè)6片拱肋，拱肋間以“米”字型橫向聯(lián)系相連，橋面板采用鋼正交異性板，拱上每側(cè)設(shè)6排立柱，立柱上與橫梁相連;橋兩側(cè)接重力式鋼筋混凝土橋臺(tái)。

3．2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

主拱跨徑43．275 m(算至拱肋入拱座位置)，矢高4．226 m，矢跨比1/10．24，拱軸線采用圓弧線，圓弧半徑57．2 m，斷面為工字型，高750 mm，寬850 mm，上下翼板及腹板皆采用30 mm厚鋼板，每2 m設(shè)橫隔板一道，與立柱相對(duì)應(yīng)。拱底部設(shè)外包鋼筋混凝土拱座，拱肋入拱座后即為直線。主拱左右各設(shè)6排立柱，立柱斷面為空心橢圓形，寬200 mm，高100 mm，壁厚12 mm。全橋設(shè)7種、共13道小縱梁，小縱梁采用工字型斷面，底寬采用300 mm，高度范圍436．4 mm～659 mm，腹板采用12 mm厚鋼板，底板采用厚度16 mm鋼板。全橋共設(shè)23道橫梁，間距約為2 m，橫梁采用工字型斷面，腹板厚度12 mm，底板厚度16 mm。拱肋間共設(shè)5道橫向聯(lián)系，橫向聯(lián)系均采用“米”字型，橫向聯(lián)系采用工字型斷面，高500 mm，翼緣寬300 mm腹板厚12 mm，翼緣厚16 mm，橫向聯(lián)系桿件間連接及橫向聯(lián)系與主拱的連接均采用施工方便，外觀流暢的焊接整體式節(jié)點(diǎn)板。橋面板采用鋼板厚為14 mm，下設(shè)“U”型和“L”型縱向加勁肋，其中行車道范圍內(nèi)為“U”型加勁肋，間距為606 mm，人行道范圍內(nèi)設(shè)“U”型和“L”型加勁肋，“U”型加勁間距為738 mm，“L”型加勁間距為400 mm。本橋采用鋼筋混凝土重力式基礎(chǔ)?；浊度霂r層不小于50 cm。橋梁立面與橫斷面布置圖見圖1，圖2。

4　計(jì)算分析

圖1　橋梁立面布置圖（單位：mm）

圖2　橋梁橫斷面布置圖（單位：mm）

4．1計(jì)算模型

計(jì)算分析采用Midas/Civil進(jìn)行模擬，根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，計(jì)算模型建立了1/4橋梁構(gòu)件。主拱、立柱、拱間橫向聯(lián)系采用梁?jiǎn)卧M，橋面系中橫梁、縱梁、橋面板、橋面加勁采用板單元模擬。可變作用通過設(shè)置虛擬梁傳遞到橋面。拱腳與橋臺(tái)鉸接，橋面板與橋臺(tái)連接處設(shè)置豎向支撐約束。汽車荷載采用城—A級(jí)，按雙向四車道考慮橫向折減系數(shù);計(jì)算考慮了整體升降溫為+31℃和－58℃;橋臺(tái)沉降為2 cm。橋梁計(jì)算模型見圖3。

圖3　橋梁計(jì)算模型

4．2主要計(jì)算結(jié)論

在基本組合作用下，主拱最大應(yīng)力為106 MPa，靠近中跨的立柱最大應(yīng)力為115 MPa，拱間橫向聯(lián)系桿件的最大應(yīng)力為42 MPa。恒載作用下結(jié)構(gòu)的最大變形為11 mm，活載作用下結(jié)構(gòu)最大位移為12 mm，滿足規(guī)范相關(guān)要求。拱腳處最大水平推力為3 318 kN，豎向力為1 200 kN。橋面板與橋臺(tái)相接處采用密布的四氟板橡膠支座，單個(gè)支座反力最大190 kN。

5　主要施工要求

5．1施工主要步驟

1)下部基礎(chǔ)施工，同時(shí)工廠內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)制作;2)吊裝主拱，就位后在拱腳處塞入鋼板，保證拱腳與拱座密貼，焊接拱間橫向聯(lián)系; 3)安裝立柱;4)安裝橋面板;5)橋面鋪裝及附屬設(shè)施施工。

5．2鋼梁焊接

鋼結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件由承載構(gòu)件、加勁構(gòu)件、連接構(gòu)件組成，包括關(guān)鍵的受拉部位、易斷裂部位、主要局部穩(wěn)定部位。對(duì)接焊縫必須按規(guī)范要求開具相應(yīng)的“V”型坡口，各焊縫高度應(yīng)符合規(guī)范要求;焊接不應(yīng)有裂紋和沿焊縫邊緣的未熔合、溢流、燒穿、假焊、未填滿的火口以及超出容許限度的氣孔、夾渣、咬肉等;自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊采用的焊絲和焊劑，應(yīng)分別符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，選用的焊絲和焊劑應(yīng)與主體金屬強(qiáng)度相適應(yīng)。

5．3鋼梁防腐涂裝

鋼結(jié)構(gòu)防腐與涂裝應(yīng)采用性能可靠、附著力強(qiáng)、耐候性好、防腐蝕強(qiáng)，成熟可靠、其使用期保證在20年以上的涂裝材料。本橋采用電弧噴鋁為主要防腐涂料，方案為電弧噴鋁、環(huán)氧云鐵封閉漆，聚氨酯面漆。頂面采用環(huán)氧富鋅底漆。

5．4下部結(jié)構(gòu)

由于承臺(tái)混凝土體積大，澆筑混凝土應(yīng)注意水化熱的影響，做好降溫措施，避免發(fā)生溫度收縮產(chǎn)生裂縫。臺(tái)后填土要求采用透水性好的土分階段分層回填。

6　結(jié)語

本橋矢跨比較小，工字型斷面的主拱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約，橢圓形的立柱纖細(xì)，整體給人以簡(jiǎn)約明快的感覺。橋梁造型美觀，能夠與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，較適合在地質(zhì)條件好的地區(qū)使用。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)加工的精度和質(zhì)量較有保證，成橋后橋梁整體質(zhì)量和外觀較好。該橋已建成投入使用，目前運(yùn)營(yíng)狀況良好。

參考文獻(xiàn):

［1］JTG D60—2004，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范［S］．

［2］CJJ 77—98，城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)［S］．

［3］吳沖．現(xiàn)代鋼橋［M］．北京:人民交通出版社，2006:9．

中圖分類號(hào):U442

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-6825(2016)17-0183-02

收稿日期:2016-04-02

作者簡(jiǎn)介:武占科(1981-)，男，工程師

Design of the deck-type landscape bridge in Ordos city

Wu ZhankeJiang Jianjun
(Tongji University Building Design Academy(Group)Co．，Ltd，Shanghai 200092，China)

Abstract:The paper introduces major design technology criteria of the deck-type landscape bridge in Ordos city，explores the bridge structure design points through simulation computation，describes its major construction procedures and demands，and finally guarantees the normal operation of the bridge completed．

Key words:landscape bridge，structural design，computation model，steel structure