一座梁拱组合式公园景观桥的设计与施工

[摘 要]本文主要介绍了一座公园景观桥的设计与施工。该桥采用上承式梁拱组合桥，墩梁固结，桥墩采用“Y”形，墩与主梁梁底线形采用圆弧过渡，结构新颖，造型美观。该桥梁所处地段工程地质条件较差，存在较厚的淤泥质粉质粘土，本桥采用的梁拱组合桥，桥台不产生水平力，下部结构工程量较小，达到了即美观又经济的效果。同时对全桥进行了平面结构分析，验算结果表明：该桥梁结构安全可靠。

[关键词]梁拱组合桥；MIDAS/Civil；景观桥

中图分类号：TU753.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0160-02

1 工程概况

本桥为公园园区道路跨园区内景观水系桥。

该园区道路路幅宽度为6m，依据景区规划要求，参照城市支路标准设计，主要供观光电瓶车行驶。

桥梁所处地段工程地质条件较差，存在较厚的淤泥质粉质粘土。

2 桥梁总体设计

2.1 技术标准

1）道路等级：参照城市支路；

2）设计荷载：汽车荷载采用城-B级车道荷载的效应乘以0.8的折减系数，车辆荷载的效应乘以0.7的折减系数；人群荷载按规范计算取值；

3）抗震等级：地震动峰值加速度为：0.05g，地震基本烈度：6度；

4）桥梁横断面：1.5m（人行道）+6m（车行道）+1.5m（人行道）=9m；

2.2 设计方案构思

考虑桥梁所处地段工程地质条件较差，存在较厚的淤泥质粉质粘土，而常规拱桥的基础需承受拱肋较大的水平推力，对基础的要求较高，故本桥方案不宜采用常规的上承式拱桥，适宜采用无水平推力的梁拱组合桥。考虑采用“Y”形桥墩，桥墩与主梁固结，主墩与梁立面线形呈拱形，桥梁结构新颖，造型美观。

2.3 方案特点及寓意

立面线形流畅、结构轻盈、挺拔，桥下空间通透，景观效果较好；梁拱组合桥结构受力合理，由于上部荷载对桥台不产生水平推力，所以基础工程体量较小，本方案能更好的适应本工程所处较差的地质情况。

河中竖立的两个V型桥墩犹如两双强劲有力的大手托起桥面，寓意着我们今天用勤劳的双手托起园区更加美好的明天。

2.4 总体方案

本桥梁采用22m+36m+22m梁拱组合桥，桥梁全长87米，桥梁位于道路直线段上，桥梁中心线与道路中心线正交，桥梁横断面较道路两侧各增加1.5m宽的人行道，横向布置为单幅桥。

桥梁上部结构采用三跨预应力混凝土梁拱组合桥，桥墩为钢筋混凝土“Y”形桥墩，墩梁采用固结，桥台为钢筋混凝土墙式桥台，桥墩基础为直径1.5m钻孔灌注桩，桥台基础为直径1.2m钻孔灌注桩，桩端均进入第⑧层中风化闪长岩。

2.5 结构设计

上部结构采用单箱双室变截面直腹板连续箱梁，顶板宽为9m，底板宽均为6m，悬臂长度为1.5m；主梁在边跨端部梁高1.0m，中跨跨中梁高1.0m，主梁梁底线形采用圆弧形，主梁梁顶线形同道路纵断；顶板厚0.25m，底板厚0.22m～0.42m，腹板厚0.5m～0.8m。

桥墩为钢筋混凝土“Y”形桥墩，墩梁采用固结，桥台为钢筋混凝土墙式桥台，桥墩基础为3根直径1.5m钻孔灌注桩，桥台基础为双排6根直径1.2m钻孔灌注桩。

3 结构计算

计算模型采用Midas 2010进行计算，模型中建立下部及上部整体模型，桩基采用“m”法计算，模型中采用节点弹性约束对桩土耦合效应进行模拟。

平面计算模型如图3所示。全桥结构共划分为1000个单元，期中主梁划分为个单元。

结构分析主要包括整个施工过程和运营阶段，施工过程分析中计入混凝土的收缩徐变，按照规范对结构进行验算。

主要设计荷载如下：

1） 结构自重。

2） 二期恒载。

3） 活载：汽车荷载采用城-B级车道荷载的效应乘以0.8的折减系数，车辆荷载的效应乘以0.7的折减系数；人群荷载按规范计算取值。

4） 整体升降温：升温 23.0 ℃， 降温-23 ℃。

5） 主梁截面温度：按照JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》的规定取用。

6） 收缩徐变：按照JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》的规定取用。

7） 基础不均匀沉降：5mm。

主梁主要验算结果：

根据以上结果表明：结构上缘最大拉应力1.3MPa，下缘最大拉应力0.6MPa，均小于0.7ftk= 1.855Mpa，满足规范要求。

4 施工步骤

考虑梁拱组合桥的受力特点，结合周边环境，全桥采用满堂支架法施工，具体施工步骤如下：

1）桩基及墩柱施工；

2）搭设主梁施工支架，并进行支架预压；

3）现场浇筑主梁；

4）张拉预应力；

5）拆除施工支架，施工桥面铺装、栏杆等附属设施。

5 结语

本桥梁所处地段工程地质条件较差，采用无水平推力的梁拱组合桥较为合理，梁拱组合桥将梁和拱两种结构有机组合起来，共同受力，充分发挥了梁受弯和拱受压的结构受力特性，达到了即节省又美观的目的。该桥型轻盈美观，线形流畅优美，获得了较好的美学效果。

参考文献

[1] 金成棣.预应力梁拱组合式桥梁[M].人民交通出版社 2000.12

[2] 杨士金.景观桥梁设计[M].同济大学出版社 2003.4

[3] 范立础.桥梁工程[M].人民交通出版社 2001.11

作者简介

潘安亮（1981―），男，研究生，主要研究方向为城市道路与桥梁，就职于合肥市市政设计院有限公司。