高丰路景观桥设计

高丰路景观桥设计

王勇

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[摘要]介绍了高丰路景观桥的设计思路、构造特点以及有限元模型计算，该景观桥设计方案效果好，具有经济性能好、承载能力大、结构轻盈等特点。可为类型桥梁的设计提供借鉴。

[关键词]景观桥；梁拱组合体系；构造特点

Design of Landscape bridge of Gaofeng road

Abstract：This paper introduces the design idea of gaofeng Road landscape bridge, structural characteristics, and finite element model calculation. The landscape bridge has good design effect, good economic performance, large bearing capacity, light structure and other characteristics, which can provide reference for the design of type Bridges

Key words: landscape bridge; beam arch composite system；structural

1 工程概况

高丰路景观桥位于广东省佛山市三水区，呈西南-东北走向，西南接湖滨南路，东北接湖滨北路，该景观桥主桥采用26+42+26=94m变截面预应力混凝土梁拱组合体系桥，引桥采用4 26.5=106m等截面预应力混凝土连续梁。主墩为实心矩形截面，承台下设8根直径为2.0m的钻孔灌注桩，引桥桥墩及交界墩采用双柱圆形变截面墩，承台下设4根直径为1.5m钻孔灌注桩。景观桥效果图见图1。

图1 景观桥效果图

2 主要技术标准

1）桥梁宽度：5.0m（人行道+非机动车道）+11.75m（行车道）+0.4m（防撞栏）+0.6m（绿化带）+2.0m（中央分隔带）+0.6m（绿化带）+0.4m（防撞栏）+11.75m（行车道）+5.0m（人行道+非机动车道）=37.5m；

2）汽车荷载：城-A级；

3）人群荷载：按《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）执行；

4）通航标准：20 3.5米；

5）结构设计基准期：100年；

6）结构设计安全等级：一级。

3 桥梁设计方案

高丰路景观桥南北横跨三水新城规划水轴，场地现为鱼塘及河涌，地貌类型属于三角洲平原类型，地势比较平坦，流经的河流属西江下游水系，呈网脉状，河流主要以北西-南东向为主发展。为了让桥梁更加美观，与自然环境融合，高丰路景观桥主桥为连续梁拱组合体系；从地形上看，桥墩也较矮，采用连续刚构体系则刚度过大，因此采用梁拱组合体系，使结构受力更合理。同时，主墩采用单纯的白色涂装，景观效果很好。

4 桥梁结构设计

4.1 上部结构构造

主桥按预应力混凝土A类构件设计，采用双幅结构形式。两幅之间设置2m宽分隔带，左右幅桥分别采用斜腹式单箱三室断面，顶板宽为17.75m。标准截面顶底板厚28cm、底板厚22cm、腹板厚50cm。跨中截面梁高为1.6m。墩顶处主梁梁高1m。主梁采用C60混凝土现场浇注。
主跨拱圈下缘为曲线，半径为65m圆弧线。拱腿断面外轮廓为矩形，采用实心矩形截面，截面高由0.776m变化到1.108m。主桥主梁示意图见图2。

a）标准跨主梁立面图

b）拱脚主梁横断面图

c）拱顶主梁横断面图

图2 主桥主梁示意图

4.2 下部结构构造

主墩为实心矩形截面，宽1.5m，长11.8m，主墩承台顺桥向长7.4m，横向桥长15.4m、厚3.0m，承台下设8根直径为2.0m的钻孔灌注桩，桩间距4m，按嵌岩桩设计；引桥桥墩及交界墩采用双柱圆形变截面墩，墩顶直径1.5m圆形，按1:7.5向下收窄，桥墩下设长宽高13.75 2.5 2.0m承台，承台下设4根直径为1.5m钻孔灌注桩。引桥下部结构构造图见图3。

a）主桥桥墩一般构造图

b）过渡墩一般构造图

图3 桥墩一般构造图

4.3 附属结构构造

该景观桥机动车道桥面铺装采用8cm厚沥青混凝土+7cm混凝土铺装；人行道铺装采用3cm厚花岗岩人行道砖+2cm厚1:2.5水泥砂浆，全桥共设40套铸铁桥面排水管，桥面雨水排于桥市政排水管道。

5 主桥有限元模型计算分析

采用Midas Civil软件对该景观桥主桥建立有限元模型，整体结构分析模型采用空间杆系有限元模型进行计算，主梁构件以梁单元进行模拟，有限元模型见图4。通过分析计算可以看出主梁在设计荷载下的最大变形为14.7mm，小于规范要求的L/600=70mm，从计算结果可以看出，预应力混凝土梁拱组合体系结构结构刚度大，承载能力强。

图4 有限元模型

桥梁的动力分析；

采用静力分析中的模型与边界条件，主梁横隔板及桥面铺装等荷载均转化成质量参与分析计算。前五阶动力特性及参与质量如表1所示：

如图所示：一阶阵型竖向面内下挠，基频为2.54HZ；二阶振型为顺桥向侧倾，振动频率为2.85HZ。

表1前五阶动力特性表

结果表明结构刚度分布合理。

6 结论

目前我国桥梁建设正处于高峰期，现代桥梁不再以单纯满足使用功能为主，桥梁美学和景观设计及桥梁的创意思维、创新能力越来越受到人们的关注，高丰路景观桥正是在这种背景下设计而成，该桥结合了周围环境特点，并对比了各种结构形式的桥梁，选取了梁拱组合体系的桥梁，该类型的桥梁集合了梁桥和拱桥的优点，受力明确，具有结构轻盈和经济性能好的特点，同时也具有很好的景观效果，目前该景观桥已投入运营使用，桥梁景观效果好，实现了设计的预期目标。

参考文献：

[1] 易云焜. 梁拱组合体系设计理论关键问题研究[D].上海：同济大学，2007

[2] 张辉军. 深圳市绿道景观桥设计[J]. 市政技术, 2021.

[3] 刘贺强. 上承式梁拱组合体系桥梁不同施工方案受力性能对比研究[J]. 交通世界, 2018(21):3.