鄂爾多斯市某上承式景觀橋梁設計

武占科　江建軍

(同濟大學建筑設計研究院(集團)有限公司，上海　200092)

?

鄂爾多斯市某上承式景觀橋梁設計

武占科江建軍

(同濟大學建筑設計研究院(集團)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計的主要技術標準，通過模擬計算，探討了該橋梁的結構設計要點，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營。

關鍵詞:景觀橋梁，結構設計，計算模型，鋼結構

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，根據景觀方案要求，橋梁采用上承式鋼結構拱橋，全長59．256 m，橋寬30．80 m。

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

2　主要技術標準

1)道路等級:城市次干道;2)計算行車速度:40 km/h;3)設計荷載:橋梁設計荷載:城—A級;4)抗震設防標準:基本烈度6度，工程區域地震動峰值加速度為0．05g。

3　結構設計

3．1橋型布置

橋梁采用上承式鋼拱結構，拱橋跨徑為44．87 m，橋寬30．80 m，共設6片拱肋，拱肋間以“米”字型橫向聯系相連，橋面板采用鋼正交異性板，拱上每側設6排立柱，立柱上與橫梁相連;橋兩側接重力式鋼筋混凝土橋臺。

3．2設計要點

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設橫隔板一道，與立柱相對應。拱底部設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5道橫向聯系，橫向聯系均采用“米”字型，橫向聯系采用工字型斷面，高500 mm，翼緣寬300 mm腹板厚12 mm，翼緣厚16 mm，橫向聯系桿件間連接及橫向聯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點板。橋面板采用鋼板厚為14 mm，下設“U”型和“L”型縱向加勁肋，其中行車道范圍內為“U”型加勁肋，間距為606 mm，人行道范圍內設“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。基底嵌入巖層不小于50 cm。橋梁立面與橫斷面布置圖見圖1，圖2。

4　計算分析

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計算模型

計算分析采用Midas/Civil進行模擬，根據結構對稱性，計算模型建立了1/4橋梁構件。主拱、立柱、拱間橫向聯系采用梁單元模擬，橋面系中橫梁、縱梁、橋面板、橋面加勁采用板單元模擬。可變作用通過設置虛擬梁傳遞到橋面。拱腳與橋臺鉸接，橋面板與橋臺連接處設置豎向支撐約束。汽車荷載采用城—A級，按雙向四車道考慮橫向折減系數;計算考慮了整體升降溫為+31℃和－58℃;橋臺沉降為2 cm。橋梁計算模型見圖3。

圖3　橋梁計算模型

4．2主要計算結論

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

5　主要施工要求

5．1施工主要步驟

1)下部基礎施工，同時工廠內鋼結構制作;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，焊接拱間橫向聯系; 3)安裝立柱;4)安裝橋面板;5)橋面鋪裝及附屬設施施工。

5．2鋼梁焊接

鋼結構的主要構件由承載構件、加勁構件、連接構件組成，包括關鍵的受拉部位、易斷裂部位、主要局部穩定部位。對接焊縫必須按規范要求開具相應的“V”型坡口，各焊縫高度應符合規范要求;焊接不應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;自動焊或半自動焊采用的焊絲和焊劑，應分別符合相關國家標準，選用的焊絲和焊劑應與主體金屬強度相適應。

5．3鋼梁防腐涂裝

鋼結構防腐與涂裝應采用性能可靠、附著力強、耐候性好、防腐蝕強，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、環氧云鐵封閉漆，聚氨酯面漆。頂面采用環氧富鋅底漆。

5．4下部結構

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

6　結語

本橋矢跨比較小，工字型斷面的主拱結構簡約，橢圓形的立柱纖細，整體給人以簡約明快的感覺。橋梁造型美觀，能夠與周邊環境相協調，較適合在地質條件好的地區使用。同時鋼結構加工的精度和質量較有保證，成橋后橋梁整體質量和外觀較好。該橋已建成投入使用，目前運營狀況良好。

參考文獻:

［1］JTG D60—2004，公路橋涵設計通用規范［S］．

［2］CJJ 77—98，城市橋梁設計荷載標準［S］．

［3］吳沖．現代鋼橋［M］．北京:人民交通出版社，2006:9．

中圖分類號:U442

文獻標識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0183-02

收稿日期:2016-04-02

作者簡介: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