本站小編為你精心準備了城市異形人行景觀橋梁設計與探討參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要:以一座異形城市人行景觀橋梁為例，闡述了橋梁的方案設計理念和結構設計理念，然后運用MIDAS/civil有限元軟件構建橋梁空間分析模型，針對該橋的結構承載能力、結構剛度和結構動力性能方面進行驗算，結果表明該橋在運營階段的整體應力、內力、位移等指標均滿足規范規定的容許值，結構安全性滿足運營期設計要求。

關鍵詞:城市人行景觀橋梁;異形結構;方案設計;結構設計;分析計算

0引言

隨著經濟的發展和社會的進步，城市人行天橋不僅需要滿足行人通行的功能，同時作為公共建筑，可通過景觀造型的設計展現其景觀功能，成為城市一道靚麗的風景線［1，2］。隨著人們對天橋景觀造型要求的日益增長，城市人行景觀橋梁逐漸向造型獨特的異形結構方向發展［3－5］。同時有限元理論計算工具的普及和鋼結構的應用也使異形結構的設計和計算逐漸被設計人員掌握［6］。本文以一座城市異形人行景觀橋梁為例，闡述異形人行景觀橋梁的設計理念、結構設計思路和設計計算方法，以期為其余城市人行景觀橋梁的設計提供參考。

1工程概況

該項目位于某市經濟開發區門戶的主干道路東段，為連接一座寫字樓與一座五星級酒店之間的人行過街天橋。天橋橫跨于中央大道上。天橋北端連接一高端寫字樓;南端連接一座五星級酒店;東面則為大型城市廣場，由世界知名景觀設計公司SWA集團精心規劃設計。此處為該片區總部經濟區的門戶廣場。

2景觀天橋設計

2.1方案設計

1)設計理念:本次天橋設計的宗旨為“輕盈+綻放的活力+絢麗+地域性”，天橋以“杜鵑花”為設計意向，設計一座本片區標志性的橋梁，它的功能除了聯系兩棟建筑的商業以外，還將室外人群引向橋與建筑，同時賦予它觀景、休憩、地標等多種功能。2)設計造型:造型設計的宗旨為“連接+變化+動感”，從SMA設計的城市廣場中提取其折線型的設計元素，運用于橋身形態設計，保證橋梁通行功能同時，又充滿活力與變化。3)設計方案:通過融合周邊的環境，并進行景觀造型設計得到設計方案。天橋分跨布置為:27.161m+47.0m+19.493m=93.654m。平面上，天橋全橋范圍內采用折線變寬的形式，全橋橋面最窄處寬為4.823m，最寬處寬為11.187m。立面上，天橋橋面標高為42.25m，與兩側建筑二層樓面標高一致，梁底保持距離下方道路5.0m凈高要求，雨棚頂棚標高為46.25m，杜鵑花裝飾構件頂部標高為54.9m。天橋為增強立面景觀效果，設計有2個“杜鵑花”裝飾花柱。

2.2結構設計

2．2．1設計采用材料鋼材:所采用鋼材均符合國家要求的Q345C鋼板。混凝土:橋墩為C30微膨脹砼;承臺及樁基為C30砼;墊層為C15素砼。

2．2．2上部結構設計1)主梁平面布置:依據方案設計中確定的造型效果，天橋斷面兩側布置主梁，主梁正截面寬0.5m，高1.6m，主梁之間采取梁格體系用縱、橫梁連接，縱、橫梁高度均為0.6m。橫梁的縱向間距為1.0m，縱梁橫橋向等間距布置3片。2)異形塊設計:由于天橋主跨跨度為47m，并且為保證景觀效果，主梁建筑高度受限。設計時考慮為減小主梁受力，同時提高全橋剛度，全橋結構體系采用剛構體系，橋墩與上部結構采用固結處理。在兩個橋墩處分別設置2塊異形塊，異形塊分別與主梁體系和下部結構鋼骨架體系連接，保證剛構體系的連接牢靠。異形塊此處為全橋受力最復雜區域，經計算分析采用整體變高截面，與主梁體系相接處高度0.6m，與橋墩相接處高度為0.9m。3)下部結構設計:考慮與上部結構采用固結連接，橋墩采用鋼骨架砼結構。橋墩以5塊分離式鋼骨架構成，骨架外側外包5cm的混凝土保護層。橋墩頂部采用1.05m高鋼管箍，下接分離式鋼骨架混凝土墩通過承臺接樁基礎，墩直徑5.0m，厚0.5m，承臺表面位于地面下0.5m，長9.1m，寬5.8m，高1.8m，樁基礎6根，直徑為1.5m。4)與兩側建筑物的銜接設計:由于天橋兩側建筑物已經建成，并且兩側建筑設計及施工時并未考慮預留天橋搭接構造。經現場實際觀察及查閱兩側建筑的施工圖，確定在兩側建筑立柱上搭設鋼結構牛腿柱用以支撐橋梁結構的設計方案。牛腿柱和結構柱用螺栓連接確保共同受力。天橋上部結構與兩側建筑間設置4cm的伸縮縫，確保主體結構隔離受力。5)杜鵑花裝飾構件設計:作為全橋立面景觀效果點睛之筆，“杜鵑花”裝飾構件需保證輕盈、大氣、美觀的效果。主體橋柱構件延續杜鵑花設計語言。橋柱構件為雕塑性質的設計。構件采用方鋼結構，結構尺寸為400mm×200mm，板厚8mm。

3結構分析

3.1模型構建對于異形橋梁的計算，由于其空間效應，平面體系已不能滿足其計算精度要求。本橋采用MI-DAS/civil2012軟件建立全橋空間結構分析模型，對全橋整體受力進行計算。全橋按照(27.161m+47m+19.493m)進行分跨，因Q1#、Q2#墩與上部鋼梁固結，所以模型中對Q1#、Q2#橋墩進行模擬。天橋兩側由于是支座支承上部結構，故模型中并未模擬牛腿柱。全橋模型共包含566個節點，1229個單元。

3.2計算荷載

3．2．1計算荷載取值恒載:鋼梁自重為78.5kN/m3。二期恒載:鋪裝+座椅+欄桿為4.0kN/m2。活載:人群荷載根據《城市人行天橋與地道技術規范》(CJJ69－95)3.1.3.2中規定并偏大偏安全考慮取4.5kN/m2。溫度:整體升溫25℃，整體降溫25℃;根據規范《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60—2015)中關于整體升降溫的規定，本市屬溫熱地區，溫度變化范圍為－6～39℃。風荷載:根據《公路橋梁抗風設計規范》(JTG/TD60—01—2004)中關于橋梁上風荷載的規定，并采用100a一遇的基本風壓計算得風荷載為2.5kN/m。雪荷載:根據《建筑結構荷載規范》(GB50009—2012)中關于雪荷載的規定，查得本市100a重現期的雪壓為0.5kN/m2。基礎沉降:各墩沉降按5mm考慮，以最不利情況組合。

3．2．2荷載組合計算考慮承載能力最不利組合:組合1:恒載+人群;組合2:恒載+人群+溫度+風荷載+雪荷載+沉降。計算考慮正常使用極限狀態活載最不利組合:組合3:人群荷載+溫度+風荷載+雪荷載。

3.3計算結果

3．3．1結構承載能力驗算對結構承載能力進行驗算。

3．3．3結構動力驗算對天橋進行特征值分析。

3．3．4異形塊局部驗算對受力復雜的異形塊，由于其構造復雜，在整體模型中用梁單元模擬不夠精確。

4結論

1)該城市異形人行景觀橋梁采用“杜鵑花”造形，結構新穎，景觀效果好。2)城市異形人行景觀橋梁的設計應結合周邊環境及地形，選用合適的結構體系及布置形式，并充分利用材料性能。3)結構受力性能分析結果表明:天橋的結構承載能力、結構剛度及結構動力性能均滿足規范設計要求，結構受力合理。

作者：黃慶祥 單位：山西省交通科學研究院