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市政橋梁設計的特點(diǎn)
本文結合四川省廣元市“澳門(mén)援建嘉陵江大橋”的設計,對市政橋梁設計中的橋梁形式的選取、橋梁跨徑的確定、橋面標高與引道的接線(xiàn)進(jìn)行論證,總結市政橋梁設計的幾點(diǎn)基本經(jīng)驗
關(guān)鍵詞:橋型 跨徑 橋板 防洪 通航 縱坡
1 概述
近年來(lái),市政基礎設施建設速度較快,市政橋梁也較多。而隨著(zhù)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,不僅要承擔其交通功能,還必須肩負其景觀(guān)方面的使命。同時(shí),市政基礎設施又是服務(wù)于城市的基礎設施,因此要盡量與周邊的功能相匹配。
下西片區的橋梁主要有皇澤大橋等四座橋梁,而東岸主城區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,嚴重制約了嘉陵江西岸的開(kāi)發(fā)甚至整個(gè)廣元市區的發(fā)展。
隨著(zhù)國家西部大開(kāi)發(fā)戰略的提出,廣元市再次迎來(lái)難得的發(fā)展機遇,而該處交通瓶頸對其發(fā)展的制約進(jìn)一步顯現。為此,澳門(mén)特區政府決定援助廣元市于此處建設嘉陵江大橋。
2 大橋建設背景
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,中國地理分界線(xiàn)秦嶺的南麓,為川北門(mén)戶(hù)。廣元市區是整個(gè)廣元市域的交通樞紐和政治、經(jīng)濟、文化中心,其經(jīng)濟輻射能力遠及陜西、甘肅,是區域性商貿中心。由于歷史、自然的原因,廣元主城區主要分布于嘉陵江東岸。隨著(zhù)城市的不斷擴容,嘉陵江西岸已初具規模,形成了以下西片區為代表的西部城區,而嘉陵江上連接東岸市區與
3 橋梁使用功能要求
根據《城市橋梁設計準則》1.0.3條:城市橋梁建設應符合《中華人民共和國城市規劃法》的有關(guān)規定,并應符合使用要求、交通發(fā)展和城市發(fā)展需要,按照適用、安全、經(jīng)濟、美觀(guān)的原則進(jìn)行設計。
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級干道,本橋建設與此匹配。
建設標準較高,荷載標準較高。
嘉陵江作為長(cháng)江一級支流,同時(shí)也是廣元市域最大的水系,常年承擔廣元市對外水路運輸的使命,因此必須保證橋下通航要求。經(jīng)過(guò)多方論證,厚度不均勻,易受河水沖刷,不穩定。除河水的底蝕作用外,橋位區無(wú)滑坡、塌岸、管涌等不良地質(zhì)作用。
橋位區分布的嘉陵江是廣元市的水源補給河流,無(wú)污染源。地表及地嘉陵江在該段河道通航等級確定為Ⅶ級航道。
橋位處嘉陵江西岸初具規模,東岸更是城市高檔消費、休閑區,因此本橋建設必須考慮兩岸商業(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 建設條件
根據《公路工程技術(shù)標準》5.0.1一般規定的要求,地質(zhì)條件須達到建橋條件。
橋址處于四川盆地北部邊緣中、低山區,屬構造侵蝕單斜低山地區。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級階地發(fā)育,地形平坦,地勢開(kāi)闊。
橋址區兩岸有少量素填土地層,岸坡受洪水沖刷,現已修建河堤,穩定;河谷地層以卵石層夾砂層為主,
下水對混凝土無(wú)腐蝕性。
因此,該處橋梁建設條件較好,適宜建橋。
5 工程方案
(1)、根據《公路工程技術(shù)標準》5.0.1一般規定的要求,橋梁設計應遵循安全、適用、經(jīng)濟、美觀(guān)和有利環(huán)保的原則,并考慮因地制宜、便于施工、就地取材和養護等因素。 (2)、平縱方案:
橋梁為連接嘉陵江東西兩岸,其平面與規劃一致??v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《城市道路設計規范》第5.2.5條非機動(dòng)車(chē)車(chē)行道縱坡度宜小于2.5%。大于或等于2.5%時(shí),應按規定限制坡長(cháng)。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(cháng)按150進(jìn)行控制。
根據《城市道路設計規范》第5.2.6條各級道路縱坡變更處應設置豎曲線(xiàn)。豎曲線(xiàn)采用圓曲線(xiàn)。設計中應采用大于或等于規范中一般最小半徑
值;特殊困難時(shí),應大于或等于極限最小半徑值。
非機動(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《公路工程技術(shù)標準》5.0.2橋涵分類(lèi)規定,本橋屬于大橋,又根據《公路工程技術(shù)標準》5.0.4、城市橋梁設計準則》2.0.3,橋涵設計洪水頻率應按1/100的設計洪水頻率進(jìn)行設計。
3)、橋下凈空要求
根據《公路工程技術(shù)標準》5.0.6、《內河通航標準》5.2.1,并通過(guò)計算、比較,本橋河道范圍內橋面標高根據1/100洪水頻率的防洪要求進(jìn)行控制。
4)、引道縱坡控制
西側橋頭位于寶成鐵路附近,標高較高,便于橋頭與之平交。同時(shí),橋下預留橋下通道,以便于后期打通橋下通道與已有的通道形成濱河景觀(guān)道路。
因此,西側橋頭引道與既有道路平交,橋下預留通道。
東側引道縱坡控制:嘉陵江河堤防洪標準為1/50的洪水頻率,且城區建設也是基于此標準進(jìn)行實(shí)施的,而本橋按1/100的洪水頻率進(jìn)行控制設計,因此,東側橋頭標高高于周邊建
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高。
(3)、橋型方案
本著(zhù)在滿(mǎn)足使用功能、保證結構安全的前提下盡量節省投資。因此,本橋在通航孔采用較大跨徑,而在東引橋采用小跨徑,以減小結構層高度,降低橋面標高。主河道靠西側,因此主橋靠西側設置。
廣元市澳門(mén)援建嘉陵江大橋經(jīng)過(guò)多次方案論證,最終采取了西側上跨濱河路,東側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的變截面連續箱梁,西側引橋橋下凈高能滿(mǎn)足要求,采用等截面2‐20m ,東側由于已形成廣元市高端商業(yè)中心。為盡可能減小對其影響,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 結語(yǔ)
通過(guò)本橋的設計,總結如下幾點(diǎn)經(jīng)驗,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的經(jīng)濟條件相匹配。本項目在方案論證過(guò)程中,曾提出諸如鋼管拱橋、
斜拉橋等方案,總體景觀(guān)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)展程度尚未達到一定水平,因此對于景觀(guān)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(guān)效果一般的橋梁結構,而是通過(guò)在橋梁欄桿、照明燈具等方面進(jìn)行景觀(guān)效果方面的補充。
(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構。
(3)、城市橋梁需充分考慮橋梁的使用功能。為降低橋面標高,曾有相關(guān)單位提出本橋按1/50甚至更低的防洪標準進(jìn)行設計,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的防洪標準進(jìn)行控制設計。
(4)、城市橋梁的建設必須充分考慮橋位區城市功能的需要。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)
建設性的意見(jiàn)和建議,項目在確定方案前也充分吸取了其合理的建議,并做出了細致的解釋。因此,本項目在實(shí)施過(guò)程中較為順利。
(5)、城市橋梁建設可在多個(gè)方面進(jìn)行橋梁景觀(guān)效果的提升。由于本橋的限制條件較多,在橋型結構上,橋梁景觀(guān)的提升投資高、難度大,因此本橋的景觀(guān)主要在橋梁欄桿、照明燈具等方面提升橋梁美觀(guān)效果。
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