耿玉娥

近些年來,隨著交通量的不斷發(fā)展,舊橋加寬是工程建設中經(jīng)常碰到的問題,尤其對于城市橋梁,新建橋型的選擇、與舊橋的協(xié)調(diào)性要求、新舊橋的銜接設計及和諧統(tǒng)一,成為城市景觀的重要組成部分。以下簡要介紹了新華輔橋的橋型選擇及結構設計要點,強調(diào)橋梁設計應力求結構設計與景觀設計的高度統(tǒng)一。

1 工程概況

滄州市新華橋位于滄州市主干路——新華路上,橫跨京杭大運河。原為三跨雙曲拱橋,分為南北兩幅,中央分車帶寬4 m,每幅橋面凈寬9 m+2 m人行道,橋面全寬26 m。因交通量的迅速增加,新華橋原橋寬度已不適應交通量的發(fā)展,經(jīng)常發(fā)生交通堵塞,所以政府決定在新華路加寬改造的同時加寬新華橋,即在原橋兩側各新修一座橋作為慢車道與人行道。

新華橋橋址位于古運河上,根據(jù)土工試驗結果及野外鑒別,在勘探深度范圍內(nèi),土層成因年代為第四系全新統(tǒng)(Q4)沖積和湖沼相沉積物。橋位土質(zhì)主要為黏土、亞黏土。

2 確定橋型及設計方案

橋梁設計前,首先對原有新華橋進行檢測,以評估橋梁的承載力和安全狀況,在確定原有橋梁經(jīng)加固后能夠滿足使用要求的前提下,確定橋梁加寬方案。在新華輔橋方案設計中,曾提出兩個橋型方案:1)兩側新建輔橋采用三跨連續(xù)梁橋;2)兩側新建輔橋與原橋橋型一致,采用三跨雙曲拱橋?？紤]到該橋位于滄州市市區(qū)最古老的也是最繁華的一條街道上,橫跨古運河,同時又是在原橋利用的基礎上兩側新建輔橋,所以對于新橋與舊橋的協(xié)調(diào)性以及橋梁建成后的景觀效果就非常重要。從技術角度分析,因輔橋建成后需與原橋連接成為整體,新橋立面與舊橋保持基本一致,有利于結構受力和橋上行車,同時新舊橋上部結構盡量吻合,能使新加寬橋的剛度與原橋基本相同,從而能夠保證不會因為新舊橋梁的剛度不同,在新舊橋結合部產(chǎn)生的撓度差過大,而產(chǎn)生縱向裂縫。雙曲拱橋施工工藝較連續(xù)梁橋復雜,但具有與原橋協(xié)調(diào)一致、曲線優(yōu)美、景觀效果好的優(yōu)點。最后經(jīng)過方案比選,確定新建輔橋與原橋橋型一致,采用三跨雙曲拱橋。加寬采用新建結構上部與原橋進行構造連接、下部結構不連接的方案。

3 結構設計

原橋狀況:原橋為三跨雙曲拱橋,孔徑布置為17 m+20 m+17 m,橋梁全長68.8 m。分為南北兩幅,中央分車帶寬 4 m,每幅橋面凈寬9 m+2 m人行道,全寬26 m。

為保證新舊橋梁銜接順暢,連成整體,根據(jù)原橋檔案及現(xiàn)場實測標高,確定以下設計指標:1)技術標準:根據(jù)規(guī)劃,新建輔橋建成后作為慢車道及人行道橋,所以橋梁設計荷載標準為城—B級,人群荷載3.5 kN/m2。2)抗震設防標準:地震基本烈度7度,地震動峰值加速度系數(shù)0.1g。3)橫斷設計:新建輔橋以現(xiàn)4 m中央分隔帶中心為中心,對稱布置在現(xiàn)有橋梁的南北兩側,且與現(xiàn)橋平行。每座輔橋橋面凈寬3.72 m+3.16 m人行道(人行道懸出橋面10 cm),橋面全寬6.88 m,輔橋與原橋間因受橋臺寬度的影響,兩橋上部結構凈距1.19 m,鑿除原橋橋面鋪裝層邊緣處30 cm寬,用鋼筋混凝土蓋板將新舊橋面連接起來,最終形成中央分車帶寬 4 m+2×15 m行車道+2×3.16 m人行道(包括欄桿寬度)的橫斷形式,橋面全寬40.32 m。4)橋梁跨徑:新建橋梁跨徑形式同原橋,為17 m+20 m+17 m雙曲拱橋,橋梁全長68.8 m。5)橋面標高:橋面標高以現(xiàn)橋人行道拆除后橋面邊緣處標高控制,向外橫坡1%。新橋縱斷依據(jù)原橋邊緣處高程確定,沿縱向以跨中對稱設R=1 500 m豎曲線,縱坡1.4%。橫向與原橋相接處,與原橋標高不吻合處按照設計縱斷及橫坡用瀝青混凝土鋪裝層調(diào)整。6)橫坡設置:原橋面為雙向,1%橫坡不變,新建輔橋1%橫坡通過拱上混凝土填料調(diào)整,橋面鋪裝層等厚,拱肋及拱波等支撐構件保持水平。人行道向內(nèi)1%,通過人行道板厚度調(diào)整。7)上部結構:主拱圈為等截面懸鏈線無鉸拱,拱軸系數(shù) m=2.24。中跨凈跨徑 L0=20 m,矢高2.5 m,矢跨比1/8;邊跨凈跨徑 L0=17 m,矢高2.429 m,矢跨比1/7。腹拱拱圈采用等截面圓弧拱,L0=2.2 m,矢高0.3 m,矢跨比1/4;橋腹填料采用 C15混凝土,橋面鋪裝厚15 cm,防水層采用FYT-1兩布六涂,面層為4 cm瀝青混凝土。8)下部結構:橋臺采用重力式橋臺,橋墩采用雙柱式橋墩,柱及灌注樁直徑均為1.2 m。

4 欄桿設計

隨著時代的發(fā)展和進步,橋梁景觀的建設成為一種反映城市特色、體現(xiàn)地域文化、展示時代風貌的載體。對橋梁硬質(zhì)元素如欄桿、雕塑等進行反復比較設計,為突出滄州文化,與滄州的“獅城”相呼應,橋梁欄桿采用花崗巖仿古欄桿,立柱為石獅造型,體現(xiàn)了滄州的獅城風貌,橋梁建成后照片見圖1。

5 運營效果

滄州市新華輔橋如今已經(jīng)過四年的運營檢驗,新舊橋未出現(xiàn)不均勻沉降,橋面平整順暢。新華橋以其完整優(yōu)美的橋姿、耐人尋味的細部成為古運河上一道美麗的風景。

6 結語

隨著社會的飛速發(fā)展,對橋梁設計者提出了更高的要求,橋梁設計不僅要保持對功能、構造技術、形態(tài)美學、材料肌理研究的傳統(tǒng),還應針對隨社會發(fā)展而產(chǎn)生的新景觀問題保持敏銳的跟蹤,這樣才能與越來越高的環(huán)境品質(zhì)要求相適應。橋梁設計應力求結構設計與景觀設計的高度統(tǒng)一,對我們以后的設計工作具有非常現(xiàn)實的指導意義。