拉薩市人行景觀天橋設(shè)計(jì)

李 超

（上海林同炎李國豪土建工程咨詢有限公司，上海市 200437）

0 前言

隨著拉薩市車輛數(shù)量的急劇上升，以及每年有近百萬游客擁入，拉薩市中心城區(qū)道路交通壓力越來越大。車輛行駛受路口干擾大，行人違規(guī)橫穿街道多，停車不規(guī)范，車輛多，道路通行能力和指數(shù)不高，安全系數(shù)較低。因此，人行天橋的構(gòu)想就在拉薩城區(qū)被呈現(xiàn)了出來。

1 工程背景

本天橋?yàn)槔_市轉(zhuǎn)經(jīng)道上九座人行天橋之一，跨越娘熱路。天橋考慮到施工便捷及不影響交通因素，采用Q345C鋼結(jié)構(gòu)主梁。天橋主梁寬5 m，跨徑34.5 m;人行梯道寬3.5 m。橋梁總體布置見圖1。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）環(huán)境類別：I類；

（2）設(shè)計(jì)荷載：按照《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 11-2011）取值；

（3）標(biāo)準(zhǔn)寬度：0.5 m（外掛花槽）+4.0 m（人行道）+0.5m（外掛花槽）=5.0 m；

（4）凈空標(biāo)準(zhǔn)：不小于4.5 m；

（5）抗震：地震基本設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20 g，在E1地震作用下橋梁地震調(diào)整系數(shù)取0.35。

3 建設(shè)難點(diǎn)

（1）地域性民族性特色

拉薩市為西藏自治區(qū)首府所在地，構(gòu)筑物特色應(yīng)具有鮮明的地域性、民族性特色。

（2）建筑高度

拉薩市整體建筑物高度偏低，天橋作為市政公用工程，需與現(xiàn)有建筑物協(xié)調(diào)。根據(jù)與市政府領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部門協(xié)調(diào)意見，主梁梁高應(yīng)盡量輕盈化。

（3）相交道路橫斷面

現(xiàn)狀跨越道路中間無綠化帶，橋梁一跨過街，跨徑較大。

（4）地震

拉薩地震烈度為8度。由于地震烈度大，橋梁梁高需較常規(guī)橋梁加大才能滿足受力需求。這與條件（1）有相悖之處，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮如何解決。

圖1 人行天橋總體布置圖（單位：mm）

4 設(shè)計(jì)難點(diǎn)處理

（1）橋梁景觀

天橋的設(shè)計(jì)以藏式風(fēng)格為主線，在滿足人行天橋結(jié)構(gòu)合理的前提下，盡量體現(xiàn)藏式元素，使之與拉薩本地建筑風(fēng)格一致。主要通過梁體立面裝飾、欄桿、鋪地等附屬結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。

（2）主梁斷面形式

根據(jù)業(yè)主意見，主梁應(yīng)體現(xiàn)以輕盈、通透、簡潔為主。為達(dá)到這一效果，設(shè)計(jì)中采用了一跨過路、梁高減薄、斷面采用斜挑臂加斜腹板等等一系列措施來實(shí)現(xiàn)。

（3）墩梁連接方式

墩梁連接一般為簡支和固結(jié)兩種方式。由于主梁斷面形式影響，主梁梁高偏薄，按常理應(yīng)按照墩梁固結(jié)形式以提高結(jié)構(gòu)整體剛度，但由于拉薩地處高震區(qū)，地震影響較大，墩梁固結(jié)后基礎(chǔ)難以滿足受力需求，因此采用了簡支梁的方式。

（4）結(jié)構(gòu)舒適度

結(jié)構(gòu)簡支、梁高偏薄，都會導(dǎo)致主結(jié)構(gòu)自震頻率難以滿足規(guī)范中規(guī)定大于3Hz的要求。由于國內(nèi)規(guī)范對于天橋規(guī)定過于簡單，難以滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)需求。因此在設(shè)計(jì)中參考了英國的BS規(guī)范，在結(jié)構(gòu)中加入減震TMD并進(jìn)行加速度限值驗(yàn)算。

5 實(shí)際結(jié)果

5.1 結(jié)構(gòu)受力

天橋靜力計(jì)算為常規(guī)計(jì)算內(nèi)容，本文不再贅述。

本橋動力計(jì)算采用ANSYS-LS-DYNA進(jìn)行瞬態(tài)動力學(xué)分析，梁單元采用beam161進(jìn)行模擬，人群荷載按正弦荷載形式施加，TMD裝置采用一個(gè)有質(zhì)量帶阻尼的質(zhì)點(diǎn)mass166單元施加在橋梁的跨中，通過LS-DYNA模擬來觀察跨中處加速度與位移的變化。

（1）自振頻率

通過計(jì)算主橋頻率為1.9 Hz。

（2）加速度

圖2 無TMD加速度時(shí)程

圖3 有TMD加速度時(shí)程

（3）位移

通過圖4、圖5可知，未安裝TMD時(shí)位移一直保持在3.3 mm左右，不會很快衰減，安裝TMD后位移剛開始最大為2.8 mm，而且迅速降低且控制在1.8 mm以內(nèi)，獲得較好效果。

圖4 無TMD位移時(shí)程

圖5 有TMD位移時(shí)程

5.2 景觀效果

主橋?yàn)榈冉孛驿撓淞海馓魝?cè)立面上采用藏式喇嘛頭結(jié)構(gòu)；欄桿為鋼結(jié)構(gòu)欄桿，中間為鋼化玻璃，玻璃上貼設(shè)吉祥八寶圖案；梯道鋪地采用傳統(tǒng)藏式紅白相間圖案，充分體現(xiàn)了藏式傳統(tǒng)特色與現(xiàn)代科技相結(jié)合的特點(diǎn)。天橋總體效果見圖6。

圖6 天橋總體效果圖

6 結(jié)語

天橋雖為城市建設(shè)中的很小一個(gè)元素，但其在城市形象中所起到的作用也不容小覷。由于現(xiàn)代人們對審美的要求越來越高，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)不能簡單的照搬照抄，應(yīng)發(fā)揮主觀能動性設(shè)計(jì)出具有特色的橋梁。

[1]和丕壯.橋梁美學(xué)[M].北京:人民交通出版社,1996.

[2]孫利民,閆興非.人行橋人行激勵震動及設(shè)計(jì)方法[J].上海:同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2004(8):996-999.