談一座景觀人行天橋的設計

王 佳

(合肥市規(guī)劃設計研究院，安徽 合肥 230041)

談一座景觀人行天橋的設計

王 佳

(合肥市規(guī)劃設計研究院，安徽 合肥 230041)

以實際工程為例，簡要介紹了天橋結合景觀在結構形式、欄桿、橋面鋪裝等方面的設計手法，并采用有限元軟件，對天橋應力、剛度及自振頻率進行了分析，據此提出了橋梁施工方案，可為類似工程設計提供參考。

人行天橋，景觀設計，應力，剛度，自振頻率

0 引言

隨著國家經濟發(fā)展水平的提高，城市人行天橋除了本身具有解決道路兩側人流通行的功能外，其景觀性也越來越受到設計者及市民的重視，一座漂亮的人行天橋可以起到提升城市道路美觀性的作用，甚至能成為城市一個區(qū)域的地標性建筑。

1 工程概況

本橋位于合肥市廬江縣塔山廣場大門處T形交叉路口。作為廬江縣城新建的文化中心，塔山廣場集休閑、文化活動功能為一體，是當地政府及百姓開展戶外活動的重要場所，因此對廣場附近的建筑外觀有較高要求，本天橋用于T形交叉路口處行人進出廣場。

本橋主橋在平面上采用U形形式，主梁全寬4.4 m，凈寬4 m，主橋全長184.1 m。

本次設計除要求結構立面、斷面新穎獨特外還需在橋梁欄桿、鋪裝上做好創(chuàng)意，另外橋梁燈飾在立面范圍內走線需要做隱蔽處理，最終主梁選擇鋼箱梁，斜腹板外側加弧形鏤空板，鏤空板內設置燈具，弧形鏤空板另外一個重要作用是視覺效果上降低梁高，鏤空板底面與主梁底平齊，同時欄桿采用不銹鋼欄桿，鋪裝采用五蓮紅色花崗巖火燒板。 塔山廣場人行天橋效果圖及平面圖見圖1～圖3。

2 橋梁方案

2.1 橋型方案選擇原則

1)符合內環(huán)北路及黃山北路整體規(guī)劃要求。2)服從橋梁總體造型要求。3)構造創(chuàng)新獨特，結構新穎。4)結構構造滿足照明走線隱蔽情況下還容易檢修的要求。5)橋梁設計同周邊環(huán)境統(tǒng)一。

2.2 橋型方案

本橋主橋在平面上采用U形形式，主梁全寬4.4 m，凈寬4 m，主橋全長184.1 m，共分5個梁段，分別為L1～L5梁段，L1，L2，L4及L5為兩跨連續(xù)梁，其中L1梁跨徑為9.2 m+35.8 m，L2梁跨徑為12.528 m+12.527 m，L3梁為單跨34 m，L4梁跨徑為13.22 m+4.47 m，L5梁跨徑為9.2 m+35.8 m。L1，L3及L5梁為直線梁，L2及L4為曲線梁，L2主梁中心線半徑為27.2 m，L4主梁中心線半徑為22.2 m，L2及L4梁中墩采用墩梁固結。L1～L5之間設置伸縮縫。鋼箱梁斷面圖見圖4。

2.3 欄桿方案

欄桿是影響橋梁美觀的一個重要組成部分，本橋欄桿采用不銹鋼欄桿，簡潔、大方(見圖5)。

2.4 鋪裝方案

天橋鋪裝既要體現(xiàn)出美觀還要保證防滑、耐臟，經過多方案比選，本橋采用五蓮紅色花崗巖火燒板，并設計拼花，中間火燒板平面尺寸為50 cm×50 cm，兩邊的火燒板尺寸為23 cm×50 cm，縫寬0.4 cm。 鋪裝平面示意圖見圖6。

3 橋梁結構設計

3.1 技術標準

1)設計荷載：人群荷載：5.0 kN/m2；欄桿水平推力：2.5 kN/m，豎直荷載：1.2 kN/m；基本風壓：0.4 kN/m2；2)地震烈度：地震動峰值加速度系數為0.1g(地震基本烈度為7度)；3)橋下機動車道凈空：成橋后不小于5 m。

3.2 上部結構

本橋上部結構采用單箱單室鋼箱梁，梁高1.45 m，頂、底板厚16 mm，腹板厚14 mm，橫隔板厚10 mm，頂板單側懸臂長0.9 m，橫隔板間距3 m，中間每隔1 m設置一道橫向加勁肋(位于頂、底板及腹板)，縱向加勁肋間距40 cm，位于支座處橫隔板加密并加厚至16 mm。鋼箱梁斷面腹板外側弧形裝飾板厚度6 mm，出于美觀及內置照明燈具的原因，裝飾板立面每隔2.5 m鏤空一個梅花形、五角星形或橢圓形的孔洞。

L1及L5梁由于規(guī)劃道路斷面的原因，兩跨的跨比較小，邊跨支座在恒載及活載作用下會出現(xiàn)負反力，因此在較小跨鋼箱梁內部填充6.4 m長C30素混凝土壓重。

3.3 下部結構

主墩采用花瓶墩及圓柱墩兩種，花瓶墩用于L1，L3以及L5的邊墩，圓柱墩用于L1，L2，L4及L5的中墩。其中花瓶墩墩身橫橋向底寬1.8 m，頂寬2.2 m,厚度1.2 m；L1及L5中墩采用直徑1.5 m圓柱墩；L2及L4中墩采用直徑0.9 m圓柱墩。除0.9 m圓柱墩基礎采用1.5 m厚承臺接2根直徑1 m人工挖孔樁外，其余各墩基礎均采用1.5 m厚承臺接4根直徑1 m人工挖孔樁。

4 計算模型

由于L1梁和L5梁尺寸相同，L2和L4類似，且L2跨徑比L4大，故本橋只進行L1梁，L2梁及L3梁的計算。其中L1及L3為直線橋，采用橋博3.03軟件進行計算；L2為曲線橋，采用MIDAS2012軟件進行計算。

L1梁共66個節(jié)點，65個單元；L2梁共46個節(jié)點，45個單元；L3梁共62個節(jié)點，61個單元。L1，L2及L3梁橫截面見圖7。

5 結果分析

5.1 鋼箱梁使用階段應力驗算

根據以上模型計算，使用階段L1梁截面上下緣最大壓應力為95.6 MPa，最大拉應力為76.3 MPa；L2梁截面上下緣最大壓應力為67 MPa，最大拉應力為38 MPa；L3梁截面上下緣最大壓應力為53.5 MPa，最大拉應力為97.6 MPa；Q345q-C鋼材允許彎曲應力為〔σw〕=210 MPa。

使用階段鋼箱梁截面上下緣應力極值均未超過容許值，滿足規(guī)范要求。

5.2 鋼箱梁剛度驗算

按規(guī)范要求，天橋上部結構由人群荷載計算的最大豎向撓度不應超過L/600(L為橋梁跨徑)。由模型計算結果得知，L1，L2及L3梁由人群荷載引起的最大豎向位移分別是-18.9 mm，-0.332 mm及-27.1 mm，均滿足規(guī)范要求。

5.3 鋼箱梁自振頻率驗算

根據模型計算，L1，L2及L3梁的第一自振頻率分別為3.35 Hz，30.27 Hz及3.15 Hz，均滿足規(guī)范要求的最小頻率3 Hz的要求。

6 橋梁施工

本橋上部結構鋼箱梁采取分段工廠預制，現(xiàn)場吊運拼裝，同時在現(xiàn)場設置臨時支架。

根據地勘資料顯示，本橋下方地質條件變化較大，但持力層均在15 m以內，且粘土層較厚，故采用人工挖孔樁，施工時應采用隔樁施工以防塌孔。橋墩墩身及承臺均采用現(xiàn)澆施工。

7 結果分析

經過計算分析，主梁在使用階段鋼箱梁應力驗算、剛度驗算以及自振頻率驗算均滿足規(guī)范要求。

本橋的設計重點在于首先采用混凝土壓重的方式控制L1及L5梁邊跨支座負反力，其次通過構造控制L1，L3及L5的自振頻率，最后注意在梁底設置泄水孔及腹板處設置通風孔等措施避免梁內積水及減小箱室內外溫差。

由于主梁分段預制，因此需要注意合理設置臨時支撐點，一般在跨徑0.2倍處。

8 結語

隨著國民經濟的不斷發(fā)展，交通擁堵的情況也越來越嚴重，人行天橋作為一種公共建筑越來越多的出現(xiàn)在人們的視野中。修建人行天橋不僅可以保證在不影響機動車交通的情況下幫助行人橫跨機動車道，同時還應成為城市公共空間的一道景觀，而這也應逐漸成為設計者的一種自覺行為。

[1] 單曉芳.淺談景觀人行天橋的設計[J]．城市道橋與防洪，2006(5)：72-74．

[2] 陳宏彬．關于城市人行天橋設計的一些探討[J]．廣東建材，2009(4)：191-193．

[3] 潘 穎，鄧 宇．城市人行天橋方案設計探討[J]．重慶科技學院學報(自然科學版)，2009(6)：88-90．

[4] CJJ 69—95，城市人行天橋與人行地道技術規(guī)范[S].

Discussion on the design of a landscape-style pedestrian bridge

Wang Jia

(HefeiAcademyofPlanning&Design,Hefei230041,China)

Combining with a practical project, this paper introduces the design for the pedestrian bridge mainly by descrbing the landscape design in such aspects as the structure form, rail, bridge deck pavement, the stress, stiffness and natural vibration frequency of the bridge is analyzed by using finite element software, put forward the construction scheme of the pedestrian bridge. It can be consulted by similar bridge design.

pedestrian bridge, landscape design, stress, stiffness, natural vibration frequency

1009-6825(2015)30-0157-02

2015-08-14

王 佳(1985- )，男，碩士，工程師

U442.5

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