張芳途

(上海浦東建筑設(shè)計研究院有限公司，上海市201204)

1 工程概況

高科西路－云蓮路人行天橋位于上海市西藏南路越江隧道浦東主出口處，為保障隧道出口車輛順利出行，云蓮路－高科西路交叉口機動車輛采用右進右出T型交叉，因此該路口行人穿越高科西路的矛盾就暴露出來，人行天橋的建設(shè)主要解決隧道通車后行人過街問題，保證行人過街安全，保障隧道口的車輛順利出行。

根據(jù)本工程在城市路網(wǎng)中的地位、作用，天橋的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）根據(jù)高科西路的道路規(guī)劃紅線設(shè)置天橋。

（2）本橋考慮行人及非機動車推行通過。

（3）天橋凈空及寬度：橋下凈空不小于5.2 m，橋上凈寬不小于4.5 m，梯道凈寬不小于2.0 m。

（4）設(shè)計荷載：人群荷載5 kN/m2。

（5）天橋縱坡：主橋縱坡采用0.5%，人行梯道縱坡采用1∶2，非機動車推行坡度控制為1∶4。

橋面橫坡：采用1.0%人字坡。梯道采用自然排水。

（1）高科西路橫斷面：道路規(guī)劃紅線寬60 m，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置及管線規(guī)劃情況見圖1。

2 橋梁方案設(shè)計

2.1 平面設(shè)計

天橋的橋址平面選擇考慮以下幾個方面:

（1）解決主要矛盾

高科西路（浦東南路～東明路）路段長約710 m，區(qū)間內(nèi)僅云蓮路規(guī)劃與高科西路成T字交叉，遠(yuǎn)期西藏南路越江隧道通車后，交叉口急需解決的主要矛盾是行人和非機動車穿越高科西路對交通的影響。因此天橋的平面布置首先要跨越高科西路。

而云蓮路由于道路等級低，流量相對高科西路明顯較少，單向車行道的寬度僅8 m，不考慮設(shè)置跨越云蓮路的設(shè)施。

（2）滿足交通需求

根據(jù)天橋有效寬度計算，設(shè)置一座有效寬度B=4.5 m的天橋能夠滿足流量需求。如果采用云蓮路兩側(cè)“一”字型布置，則兩座天橋計算寬度均不得小于規(guī)范規(guī)定最小寬度3 m，設(shè)置兩座天橋明顯經(jīng)濟不合理。

（3）符合現(xiàn)狀用地條件

根據(jù)現(xiàn)場情況有三種可能布置情況。

a.方案一：設(shè)置于云蓮路西側(cè)，與高科西路垂直布置，由于云蓮路西側(cè)為西藏路隧道出口，人行道寬度距道路紅線僅4.5 m，布置坡、梯道較為困難，且距離浦東南路僅260 m，遠(yuǎn)期浦東南路－高科西路交叉口也要設(shè)置一座人行過街設(shè)施。

b.方案二：設(shè)置于云蓮路東側(cè)，與高科西路垂直布置，規(guī)劃人行道寬3.5 m，道路兩側(cè)還布置有5 m的綠化帶，坡道和梯道可設(shè)置于路段上的綠化帶內(nèi)。

c.方案三：利用云蓮路交叉口交通島，設(shè)置于交叉口當(dāng)中，云蓮路東西側(cè)均布置梯道上下橋，橋梁面積增加較大，經(jīng)濟上略差，西側(cè)受現(xiàn)狀道路影響，布置梯道較困難。

經(jīng)綜合比較，方案二的布置型式較為可行，因此選擇方案二（位于云蓮路東側(cè)）為推薦方案。

方案布置見圖2。

2.2 立面豎向設(shè)計

主橋豎向布置考慮以下幾個因素：

（1）規(guī)劃道路斷面的布置情況

根據(jù)平面布置推薦方案，天橋橋位處道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，道路3 m中央分隔帶、兩側(cè)5 m綠化帶內(nèi)可布置橋墩，主橋可布置為兩跨27 m+27 m，有效的降低結(jié)構(gòu)高度、減短引橋長度。

（2）避免或減小對地上、地下管線的影響

根據(jù)高科西路新建工程管線綜合規(guī)劃，橋位處地下管線除中央分隔帶下有一根φ300污水管外，其余管線均布置在車行道及人行道下，現(xiàn)狀地上桿線隨高科西路工程入地或搬遷，管線對擬建天橋基礎(chǔ)布置影響較小。

因此采用兩跨27 m的跨徑布置，總體立面見圖3。

2.3 橋梁建筑景觀定位

歷史的變遷到了21世紀(jì)，工業(yè)化的產(chǎn)物-車的出現(xiàn)，改變原來城市生活的文脈。車越來越多，路越做越寬……奔流不息的車流讓行人過馬路望而怯步。人行天橋讓人車分流，既保證行人的安全又保證了車流的流暢。穿越動人的人行橋，讓過街行人感受到：“人·才是城市的主人”。

規(guī)劃高科西路是進出世博的主要道路，擬建天橋緊鄰世博園區(qū)，人行天橋設(shè)計不應(yīng)停留功能、構(gòu)造的角度考慮，除滿足功能性、經(jīng)濟性、安全性外，更應(yīng)上升到文化、藝術(shù)角度來設(shè)計，增加新的景觀節(jié)點。

2.4 橋型方案設(shè)計

（1）設(shè)計方針

有效利用自然和社會環(huán)境條件，使橋梁構(gòu)成新環(huán)境一個要素，橋梁和環(huán)境互相依托、互相呼應(yīng)，自然和諧恰當(dāng)體現(xiàn)橋梁存在，同時使環(huán)境景觀更美麗生動。充分體現(xiàn)：“人·城市·自然·和諧”的宗旨，貫徹“以人為本，可持續(xù)發(fā)展”的設(shè)計理念，充分考慮行人與非機動車的通行條件。

（2）方案設(shè)計

從景觀角度上看，索、拱結(jié)構(gòu)的人行天橋在空間維度上較梁結(jié)構(gòu)的天橋有造型上的優(yōu)勢，它們處在四周較開闊的背景環(huán)境時，自身的景觀性才具有明示性。擬建天橋橋域是密集的建筑群，且樓群較高。按照“明示的調(diào)和”景觀設(shè)計方針，選擇索、拱結(jié)構(gòu)的人行天橋不是很適宜，且它們的造價比其它橋型高。

因此推薦選用梁橋方案。

人行天橋的主要功能是使人流跨越道路，形成立體交叉，避免人流與車流平交所造成的相互干擾。而現(xiàn)代設(shè)計理念要求結(jié)構(gòu)物的設(shè)計不僅要表達(dá)功能，還要體現(xiàn)美觀與協(xié)調(diào)。

擬建天橋位于規(guī)劃世博區(qū)域周邊，天橋設(shè)計貫徹“和諧城市”與“正生態(tài)”理念，充分體現(xiàn)中國2010年上海世博會“城市，讓生活更美好”的主題。體現(xiàn)經(jīng)濟性、合理性，貫穿“勤儉辦博”的理念。

橋梁主要建筑材料均考慮采用可回收利用、環(huán)保的鋼材或鋁合金材料等。

根據(jù)主橋結(jié)構(gòu)形式的不同，提出三個設(shè)計方案：

a.方案一（推薦方案）：兩跨倒梯形鋼管桁架連續(xù)梁

主橋主梁采用兩跨空間鋼桁架連續(xù)梁，主梁橫截面為帶懸臂倒梯形斷面，梁高1.2 m。桁架梁通透的結(jié)構(gòu)外形，既節(jié)約了用鋼量，也使外觀更加輕巧通透（見圖4）。

b.方案二（比選方案）：兩跨鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)箱梁

主橋采用兩跨連續(xù)梁帶雙懸臂鋼結(jié)構(gòu)，兩端各設(shè)一個半圓型休息平臺，梁部上下緣為圓曲線。為了方便行人，在主要人流方向設(shè)上行自動扶梯及梯道，梯道坡度為1∶2。為了滿足部分自行車跨路的需要，在梯道的另外一側(cè)設(shè)1∶4的梯道，并在梯道兩側(cè)設(shè)0.5 m寬的自行車道（見圖5）。

c.方案三（比選方案）：一跨鋁合金桁架梁

主橋主梁采用一跨鋁合金桁架梁，帶雨蓬封閉式桁架，圓弧型頂棚，考慮人行凈高2.5 m，桁梁高取2.7 m，橋面至梁底高僅0.5 m，桁架梁同橋面等寬5.0 m，節(jié)間長3 m，節(jié)點全焊接結(jié)構(gòu)。橋面設(shè)置曲線同上弦桿，利用桁架作為橋梁欄桿，降低橋梁凈高，減少梯坡道工程量。主橋由工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼裝。梯道采用同方案一的焊接工字鋼梁結(jié)構(gòu)型式（見圖6）。

鋁合金天橋主跨最大可達(dá)80 m，結(jié)構(gòu)高度2～4 m，其建造成本略高于鋼箱梁（15 000元/m2），但其輕巧的結(jié)構(gòu)外形及耐腐蝕養(yǎng)護費用的低廉、標(biāo)準(zhǔn)件的使用、完全可循環(huán)利用環(huán)保的優(yōu)點，相對于鋼結(jié)構(gòu)有著較大的優(yōu)勢。

（3）方案比選

從景觀協(xié)調(diào)、天橋造型、對管線交通的影響等方面分析，上述三個方案都能較好的滿足要求，綜合考慮方案三雖材料新型、較多優(yōu)點，但總體造價較高，本著體現(xiàn)“勤儉辦博”的宗旨，該方案僅作為第一比選方案；方案二為目前較為常見的箱梁式天橋，簡潔、大方，但缺乏明顯的特點，作為第二比選方案；方案一結(jié)構(gòu)造型具較強的力感，整體視覺沖擊力好，主橋結(jié)構(gòu)鋼材用量較箱梁結(jié)構(gòu)略省，造價也略省于鋼箱梁方案，因此，擬推薦方案一（兩跨鋼桁架連續(xù)梁）作為本工程的推薦方案。

2.5 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計

推薦方案：主橋采用倒梯形鋼管桁架橋結(jié)構(gòu)，上下弦鋼管中心距1.2 m，下弦桿2φ402×14 mm、上弦桿3φ325×12 mm、斜腹桿φ152×8 mm，節(jié)間距1.5 m，橋面總寬5 m；中橫梁寬2.1 m，端橫梁寬2.9 m。各桿件采用全熔透焊接，支管與主桁管無偏心；引橋采用鋼梁同自動扶梯搭接至主橋端橫梁側(cè)。主橋鋼桁架Q345qD無縫鋼管，采用Midas Civil有限元軟件進行空間分析，橋梁結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力143.2 MPa，自振頻率3.2 Hz，結(jié)構(gòu)受力各方面安全指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

上部結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面見圖7。

（2）引橋結(jié)構(gòu)設(shè)計

人行梯道1∶2坡度，凈寬為2.0 m，每13級臺階設(shè)置一平臺，臺階高0.15 m，寬0.3 m。

自行車推行梯道1∶4坡度，凈寬3 m，兩側(cè)設(shè)0.5 m寬自行車推行坡，每13級臺階設(shè)置一平臺，臺階高0.15 m，寬0.6 m；單側(cè)梯道各設(shè)置3級平臺。

梯道均采用兩工字梁作為主骨架，材料采用Q235B，中間為6 mm厚鋼板全焊結(jié)構(gòu)組成階梯骨架，上鋪C30混凝土和10 mm厚防滑底板磚和粘結(jié)層。

（3）下部結(jié)構(gòu)設(shè)計

下部橋墩立柱采用鋼管混凝土立柱，縮短施工周期。由于人行天橋周邊建筑較多，為減少橋梁施工給周邊居民及建筑的影響，橋梁基礎(chǔ)取用震動極小、且無擠土效應(yīng)、無沉樁困難的鉆孔樁。

下部結(jié)構(gòu)主橋、梯道設(shè)墩位置均避開地下管線，橋墩主橋采用兩根φ600鋼管混凝土立柱、梯道一根ф400 mm鋼管混凝土立柱。

橋墩樁基采用ф800 mm鉆孔灌注樁，主橋每墩2根；梯道橋墩采用1根ф800 mm鉆孔灌注樁，橋臺采用擴大基礎(chǔ)。

2.6 施工可行性分析

（1）施工工藝

主梁采用工廠預(yù)制現(xiàn)場拼裝法施工。

（2）施工順序

鉆孔灌注樁施工——主橋、引橋梁廠預(yù)制——承臺、立柱施工——主梁現(xiàn)場拼裝——引橋及電梯拼裝施工——橋面鋪裝——電氣照明——安裝欄桿——全橋竣工。

（3）施工周期

基礎(chǔ)施工和主梁制作同時進行，工期共3個月；現(xiàn)場拼裝及附屬工程，油漆裝飾收尾1個月，總工期約4個月。

3 結(jié)語

本文通過多方案比選橋位選擇、橋型布置，結(jié)合該橋獨特的地理位置及周邊環(huán)境遴選出較為適合的梁橋方案，并從橋梁美學(xué)的角度出發(fā)對方案進行了橋梁結(jié)構(gòu)方案深化設(shè)計，該橋已建成開放交通，取得了良好的社會及經(jīng)濟效益。

[1]范立礎(chǔ).橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]盛洪飛.橋梁建筑美學(xué)[M].北京:人民交通出版社,2001.