滄州市新華輔橋設計簡介

耿玉娥

近些年來,隨著交通量的不斷發展,舊橋加寬是工程建設中經常碰到的問題,尤其對于城市橋梁,新建橋型的選擇、與舊橋的協調性要求、新舊橋的銜接設計及和諧統一,成為城市景觀的重要組成部分。以下簡要介紹了新華輔橋的橋型選擇及結構設計要點,強調橋梁設計應力求結構設計與景觀設計的高度統一。

1 工程概況

滄州市新華橋位于滄州市主干路——新華路上,橫跨京杭大運河。原為三跨雙曲拱橋,分為南北兩幅,中央分車帶寬4 m,每幅橋面凈寬9 m+2 m人行道,橋面全寬26 m。因交通量的迅速增加,新華橋原橋寬度已不適應交通量的發展,經常發生交通堵塞,所以政府決定在新華路加寬改造的同時加寬新華橋,即在原橋兩側各新修一座橋作為慢車道與人行道。

新華橋橋址位于古運河上,根據土工試驗結果及野外鑒別,在勘探深度范圍內,土層成因年代為第四系全新統(Q4)沖積和湖沼相沉積物。橋位土質主要為黏土、亞黏土。

2 確定橋型及設計方案

橋梁設計前,首先對原有新華橋進行檢測,以評估橋梁的承載力和安全狀況,在確定原有橋梁經加固后能夠滿足使用要求的前提下,確定橋梁加寬方案。在新華輔橋方案設計中,曾提出兩個橋型方案:1)兩側新建輔橋采用三跨連續梁橋;2)兩側新建輔橋與原橋橋型一致,采用三跨雙曲拱橋。考慮到該橋位于滄州市市區最古老的也是最繁華的一條街道上,橫跨古運河,同時又是在原橋利用的基礎上兩側新建輔橋,所以對于新橋與舊橋的協調性以及橋梁建成后的景觀效果就非常重要。從技術角度分析,因輔橋建成后需與原橋連接成為整體,新橋立面與舊橋保持基本一致,有利于結構受力和橋上行車,同時新舊橋上部結構盡量吻合,能使新加寬橋的剛度與原橋基本相同,從而能夠保證不會因為新舊橋梁的剛度不同,在新舊橋結合部產生的撓度差過大,而產生縱向裂縫。雙曲拱橋施工工藝較連續梁橋復雜,但具有與原橋協調一致、曲線優美、景觀效果好的優點。最后經過方案比選,確定新建輔橋與原橋橋型一致,采用三跨雙曲拱橋。加寬采用新建結構上部與原橋進行構造連接、下部結構不連接的方案。

3 結構設計

原橋狀況:原橋為三跨雙曲拱橋,孔徑布置為17 m+20 m+17 m,橋梁全長68.8 m。分為南北兩幅,中央分車帶寬 4 m,每幅橋面凈寬9 m+2 m人行道,全寬26 m。

為保證新舊橋梁銜接順暢,連成整體,根據原橋檔案及現場實測標高,確定以下設計指標:1)技術標準:根據規劃,新建輔橋建成后作為慢車道及人行道橋,所以橋梁設計荷載標準為城—B級,人群荷載3.5 kN/m2。2)抗震設防標準:地震基本烈度7度,地震動峰值加速度系數0.1g。3)橫斷設計:新建輔橋以現4 m中央分隔帶中心為中心,對稱布置在現有橋梁的南北兩側,且與現橋平行。每座輔橋橋面凈寬3.72 m+3.16 m人行道(人行道懸出橋面10 cm),橋面全寬6.88 m,輔橋與原橋間因受橋臺寬度的影響,兩橋上部結構凈距1.19 m,鑿除原橋橋面鋪裝層邊緣處30 cm寬,用鋼筋混凝土蓋板將新舊橋面連接起來,最終形成中央分車帶寬 4 m+2×15 m行車道+2×3.16 m人行道(包括欄桿寬度)的橫斷形式,橋面全寬40.32 m。4)橋梁跨徑:新建橋梁跨徑形式同原橋,為17 m+20 m+17 m雙曲拱橋,橋梁全長68.8 m。5)橋面標高:橋面標高以現橋人行道拆除后橋面邊緣處標高控制,向外橫坡1%。新橋縱斷依據原橋邊緣處高程確定,沿縱向以跨中對稱設R=1 500 m豎曲線,縱坡1.4%。橫向與原橋相接處,與原橋標高不吻合處按照設計縱斷及橫坡用瀝青混凝土鋪裝層調整。6)橫坡設置:原橋面為雙向,1%橫坡不變,新建輔橋1%橫坡通過拱上混凝土填料調整,橋面鋪裝層等厚,拱肋及拱波等支撐構件保持水平。人行道向內1%,通過人行道板厚度調整。7)上部結構:主拱圈為等截面懸鏈線無鉸拱,拱軸系數 m=2.24。中跨凈跨徑 L0=20 m,矢高2.5 m,矢跨比1/8;邊跨凈跨徑 L0=17 m,矢高2.429 m,矢跨比1/7。腹拱拱圈采用等截面圓弧拱,L0=2.2 m,矢高0.3 m,矢跨比1/4;橋腹填料采用 C15混凝土,橋面鋪裝厚15 cm,防水層采用FYT-1兩布六涂,面層為4 cm瀝青混凝土。8)下部結構:橋臺采用重力式橋臺,橋墩采用雙柱式橋墩,柱及灌注樁直徑均為1.2 m。

4 欄桿設計

隨著時代的發展和進步,橋梁景觀的建設成為一種反映城市特色、體現地域文化、展示時代風貌的載體。對橋梁硬質元素如欄桿、雕塑等進行反復比較設計,為突出滄州文化,與滄州的“獅城”相呼應,橋梁欄桿采用花崗巖仿古欄桿,立柱為石獅造型,體現了滄州的獅城風貌,橋梁建成后照片見圖1。

5 運營效果

滄州市新華輔橋如今已經過四年的運營檢驗,新舊橋未出現不均勻沉降,橋面平整順暢。新華橋以其完整優美的橋姿、耐人尋味的細部成為古運河上一道美麗的風景。

6 結語

隨著社會的飛速發展,對橋梁設計者提出了更高的要求,橋梁設計不僅要保持對功能、構造技術、形態美學、材料肌理研究的傳統,還應針對隨社會發展而產生的新景觀問題保持敏銳的跟蹤,這樣才能與越來越高的環境品質要求相適應。橋梁設計應力求結構設計與景觀設計的高度統一,對我們以后的設計工作具有非常現實的指導意義。