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市政橋梁設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
本文結(jié)合四川省廣元市“澳門(mén)援建嘉陵江大橋”的設(shè)計(jì),對(duì)市政橋梁設(shè)計(jì)中的橋梁形式的選取、橋梁跨徑的確定、橋面標(biāo)高與引道的接線(xiàn)進(jìn)行論證,總結(jié)市政橋梁設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)基本經(jīng)驗(yàn)
關(guān)鍵詞:橋型 跨徑 橋板 防洪 通航 縱坡
1 概述
近年來(lái),市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度較快,市政橋梁也較多。而隨著人們的欣賞水平的提高,橋梁作為城市的一部分,甚而作為一座城市的地標(biāo),不僅要承擔(dān)其交通功能,還必須肩負(fù)其景觀方面的使命。同時(shí),市政基礎(chǔ)設(shè)施又是服務(wù)于城市的基礎(chǔ)設(shè)施,因此要盡量與周邊的功能相匹配。
下西片區(qū)的橋梁主要有皇澤大橋等四座橋梁,而東岸主城區(qū)主要的交通干道利州西路沒(méi)有橋梁跨越嘉陵江,致使車(chē)輛須繞行上下游橋梁,嚴(yán)重制約了嘉陵江西岸的開(kāi)發(fā)甚至整個(gè)廣元市區(qū)的發(fā)展。
隨著國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的提出,廣元市再次迎來(lái)難得的發(fā)展機(jī)遇,而該處交通瓶頸對(duì)其發(fā)展的制約進(jìn)一步顯現(xiàn)。為此,澳門(mén)特區(qū)政府決定援助廣元市于此處建設(shè)嘉陵江大橋。
2 大橋建設(shè)背景
廣元市唐宋時(shí)稱(chēng)利州,元朝改稱(chēng)廣元,位于四川盆地北部,中國(guó)地理分界線(xiàn)秦嶺的南麓,為川北門(mén)戶(hù)。廣元市區(qū)是整個(gè)廣元市域的交通樞紐和政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心,其經(jīng)濟(jì)輻射能力遠(yuǎn)及陜西、甘肅,是區(qū)域性商貿(mào)中心。由于歷史、自然的原因,廣元主城區(qū)主要分布于嘉陵江東岸。隨著城市的不斷擴(kuò)容,嘉陵江西岸已初具規(guī)模,形成了以下西片區(qū)為代表的西部城區(qū),而嘉陵江上連接?xùn)|岸市區(qū)與
3 橋梁使用功能要求
根據(jù)《城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》1.0.3條:城市橋梁建設(shè)應(yīng)符合《中華人民共和國(guó)城市規(guī)劃法》的有關(guān)規(guī)定,并應(yīng)符合使用要求、交通發(fā)展和城市發(fā)展需要,按照適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。
本橋主要為利州西路連接嘉陵江西岸而建,有利于促進(jìn)嘉陵江西岸的進(jìn)一步發(fā)展。利州西路是廣元市的一條城市Ⅱ級(jí)干道,本橋建設(shè)與此匹配。
建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高,荷載標(biāo)準(zhǔn)較高。
嘉陵江作為長(zhǎng)江一級(jí)支流,同時(shí)也是廣元市域最大的水系,常年承擔(dān)廣元市對(duì)外水路運(yùn)輸?shù)氖姑虼吮仨毐WC橋下通航要求。經(jīng)過(guò)多方論證,厚度不均勻,易受河水沖刷,不穩(wěn)定。除河水的底蝕作用外,橋位區(qū)無(wú)滑坡、塌岸、管涌等不良地質(zhì)作用。
橋位區(qū)分布的嘉陵江是廣元市的水源補(bǔ)給河流,無(wú)污染源。地表及地嘉陵江在該段河道通航等級(jí)確定為Ⅶ級(jí)航道。
橋位處嘉陵江西岸初具規(guī)模,東岸更是城市高檔消費(fèi)、休閑區(qū),因此本橋建設(shè)必須考慮兩岸商業(yè)開(kāi)發(fā)的要求。
因此,本橋的使用功能定位為考慮Ⅶ級(jí)航道通航要求并服務(wù)商業(yè)開(kāi)發(fā)的交通性城市橋梁。
4 建設(shè)條件
根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》5.0.1一般規(guī)定的要求,地質(zhì)條件須達(dá)到建橋條件。
橋址處于四川盆地北部邊緣中、低山區(qū),屬構(gòu)造侵蝕單斜低山地區(qū)。微地貌為侵蝕堆積嘉陵江河谷地形。橋址上游近800米河段較順直,下游約1500米處為河流拐彎處,橋址區(qū)河谷寬闊,階地發(fā)育。東岸高階地發(fā)育,坡度5°~20°,西岸Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地發(fā)育,地形平坦,地勢(shì)開(kāi)闊。
橋址區(qū)兩岸有少量素填土地層,岸坡受洪水沖刷,現(xiàn)已修建河堤,穩(wěn)定;河谷地層以卵石層夾砂層為主,
下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。
因此,該處橋梁建設(shè)條件較好,適宜建橋。
5 工程方案
(1)、根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》5.0.1一般規(guī)定的要求,橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀和有利環(huán)保的原則,并考慮因地制宜、便于施工、就地取材和養(yǎng)護(hù)等因素。 (2)、平縱方案:
橋梁為連接嘉陵江東西兩岸,其平面與規(guī)劃一致。縱段主要考慮防洪、通航、與兩端引道的順接等要求。 1)、橋面縱坡要求
根據(jù)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.2.5條非機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)行道縱坡度宜小于2.5%。大于或等于2.5%時(shí),應(yīng)按規(guī)定限制坡長(zhǎng)。本橋通行自行車(chē),因此本橋最大縱坡按3.5%進(jìn)行控制,坡長(zhǎng)按150進(jìn)行控制。
根據(jù)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.2.6條各級(jí)道路縱坡變更處應(yīng)設(shè)置豎曲線(xiàn)。豎曲線(xiàn)采用圓曲線(xiàn)。設(shè)計(jì)中應(yīng)采用大于或等于規(guī)范中一般最小半徑
值;特殊困難時(shí),應(yīng)大于或等于極限最小半徑值。
非機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)行道的豎曲線(xiàn)的最小半徑為500m 。
2)、橋梁防洪要求
根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》5.0.2橋涵分類(lèi)規(guī)定,本橋?qū)儆诖髽?,又根?jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》5.0.4、城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》2.0.3,橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率應(yīng)按1/100的設(shè)計(jì)洪水頻率進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3)、橋下凈空要求
根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》5.0.6、《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》5.2.1,并通過(guò)計(jì)算、比較,本橋河道范圍內(nèi)橋面標(biāo)高根據(jù)1/100洪水頻率的防洪要求進(jìn)行控制。
4)、引道縱坡控制
西側(cè)橋頭位于寶成鐵路附近,標(biāo)高較高,便于橋頭與之平交。同時(shí),橋下預(yù)留橋下通道,以便于后期打通橋下通道與已有的通道形成濱河景觀道路。
因此,西側(cè)橋頭引道與既有道路平交,橋下預(yù)留通道。
東側(cè)引道縱坡控制:嘉陵江河堤防洪標(biāo)準(zhǔn)為1/50的洪水頻率,且城區(qū)建設(shè)也是基于此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)施的,而本橋按1/100的洪水頻率進(jìn)行控制設(shè)計(jì),因此,東側(cè)橋頭標(biāo)高高于周邊建
筑。而此處又是廣元市的商業(yè)中心之一,因此,必須盡量降低橋面標(biāo)高。
(3)、橋型方案
本著在滿(mǎn)足使用功能、保證結(jié)構(gòu)安全的前提下盡量節(jié)省投資。因此,本橋在通航孔采用較大跨徑,而在東引橋采用小跨徑,以減小結(jié)構(gòu)層高度,降低橋面標(biāo)高。主河道靠西側(cè),因此主橋靠西側(cè)設(shè)置。
廣元市澳門(mén)援建嘉陵江大橋經(jīng)過(guò)多次方案論證,最終采取了西側(cè)上跨濱河路,東側(cè)抬高濱河路并與之平交的路線(xiàn)方案,河道寬度(東西岸河堤之間)約296m ,
主橋采用40+60+60+40=200m的變截面連續(xù)箱梁,西側(cè)引橋橋下凈高能滿(mǎn)足要求,采用等截面2‐20m ,東側(cè)由于已形成廣元市高端商業(yè)中心。為盡可能減小對(duì)其影響,梁高盡量降低,采用5*15m的簡(jiǎn)支空心板。
橋梁立面布置圖
6 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)本橋的設(shè)計(jì),總結(jié)如下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),以便于同仁在今后的橋梁工程中參考:
(1)、城市橋梁需與橋梁所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)條件相匹配。本項(xiàng)目在方案論證過(guò)程中,曾提出諸如鋼管拱橋、
斜拉橋等方案,總體景觀效果也較好,部門(mén)的意見(jiàn),群眾也提出了很多具有但廣元市的發(fā)展程度尚未達(dá)到一定水平,因此對(duì)于景觀效果好但造價(jià)高的橋型尚不能接受。為此,最后選擇了造價(jià)較省景觀效果一般的橋梁結(jié)構(gòu),而是通過(guò)在橋梁欄桿、照明燈具等方面進(jìn)行景觀效果方面的補(bǔ)充。
(2)、城市橋梁需充分考慮橋位地質(zhì)條件。本橋橋位上游皇澤大橋采用拱橋,而本橋橋位處橋頭為后期雜填土,且深度較大,其水平抗力很小,因此本橋未采用拱橋結(jié)構(gòu)。
(3)、城市橋梁需充分考慮橋梁的使用功能。為降低橋面標(biāo)高,曾有相關(guān)單位提出本橋按1/50甚至更低的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),而在1/100的洪水頻率時(shí)按漫水橋考慮。但本橋處于城市干道上,其交通功能要求較高,作為城市嘉陵江兩岸的交通大動(dòng)脈,本橋的建設(shè)必須具有前瞻性,因此在經(jīng)過(guò)多次論證之后仍按1/100的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制設(shè)計(jì)。
(4)、城市橋梁的建設(shè)必須充分考慮橋位區(qū)城市功能的需要。由于城市橋梁與公路橋梁不同,不僅要滿(mǎn)足交通功能,還要具有城市功能,不能過(guò)多的影響橋位周邊的城市功能區(qū)的發(fā)展。本橋在工程方案的確定上,廣泛征求了橋梁周?chē)碳?、住?hù)等相關(guān)
建設(shè)性的意見(jiàn)和建議,項(xiàng)目在確定方案前也充分吸取了其合理的建議,并做出了細(xì)致的解釋。因此,本項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中較為順利。
(5)、城市橋梁建設(shè)可在多個(gè)方面進(jìn)行橋梁景觀效果的提升。由于本橋的限制條件較多,在橋型結(jié)構(gòu)上,橋梁景觀的提升投資高、難度大,因此本橋的景觀主要在橋梁欄桿、照明燈具等方面提升橋梁美觀效果。
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