馬 悅 謝圣綱 韓 軍

（重慶市設(shè)計(jì)院，重慶 400039）

1 工程概況

本工程位于湖南省湘西土家族苗族自治州，為跨越河流的風(fēng)雨廊橋。本工程下部為拱橋，橋上部分為兩層的景觀附屬建筑部分，坡屋面頂點(diǎn)處建筑標(biāo)高約為13.00 m。因本工程特殊性，需要分別對上部建筑結(jié)構(gòu)和下部拱橋進(jìn)行設(shè)計(jì)，風(fēng)雨廊橋平面布置圖和立面布置圖如圖1、圖2所示。

圖1 風(fēng)雨廊橋平面布置圖

圖2 風(fēng)雨廊橋立面布置圖

2 風(fēng)雨廊橋的設(shè)計(jì)分析

現(xiàn)有文獻(xiàn)表明，相關(guān)人員對拱橋已經(jīng)有了比較充分的研究[1-5]，但是因?yàn)槊總€(gè)風(fēng)雨廊橋所處地區(qū)不同，其所采用的建筑形式和所蘊(yùn)含的民族特色也具有較大差異，所以對風(fēng)雨廊橋的細(xì)部構(gòu)造和整體結(jié)構(gòu)均應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。對于亭樓式的風(fēng)雨廊橋來說，既可以給行人提供臨時(shí)休息和避雨的場所，又能夠完成連接河流兩岸道路交通的功能，還可以提升城市的景觀品質(zhì)，所以具有比較高的實(shí)用價(jià)值。本文分析了本工程中風(fēng)雨廊橋上部建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，考慮了山花等節(jié)點(diǎn)細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行了包含上部建筑結(jié)構(gòu)和下部拱橋結(jié)構(gòu)的風(fēng)雨廊橋的整體結(jié)構(gòu)計(jì)算，對類似工程可以起到一定的參考作用。

2.1 上部建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本建筑結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，框架柱均為普通鋼筋混凝土柱，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級。本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。本工程建筑抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，地震作用按6度計(jì)算，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.05 g，建筑場地類別以Ⅱ類計(jì)算，特征周期0.35 s，結(jié)構(gòu)的抗震等級為框架柱四級，框架梁四級，地面粗糙度以B類計(jì)算，基本風(fēng)壓0.30 kN/m2，舒適度驗(yàn)算風(fēng)壓值0.20 kN/m2，基本雪壓0.5 kN/m2。風(fēng)雨廊橋的上部結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)建模計(jì)算過程中的主要難點(diǎn)在于屋脊在模型中的建立。本工程所采用的結(jié)構(gòu)形式具有多條屋脊，各建筑線條之間的相對位置關(guān)系也較為復(fù)雜，一個(gè)行之有效的方法是通過挑梁和虛梁建立主要模型，通過挑梁和挑板建立對比模型，并進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)。風(fēng)雨廊橋上部結(jié)構(gòu)建模示意圖如圖3所示。

圖3 風(fēng)雨廊橋上部結(jié)構(gòu)建模示意圖

需要注意的是，建模過程中應(yīng)對各挑梁所具有的角度予以體現(xiàn)，這種做法不僅能提高計(jì)算精度，也能觀察發(fā)現(xiàn)各梁體是否存在互相沖突的情況。

2.2 山花節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)

本工程因其所處地區(qū)特色，采用了重檐歇山頂作為拱橋上部的建筑結(jié)構(gòu)形式。為了體現(xiàn)這種建筑結(jié)構(gòu)形式的古代風(fēng)貌，需要對山花節(jié)點(diǎn)的做法進(jìn)行完善，對挑檐折板的角度提出具體要求，在兼顧建筑美感和結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，進(jìn)行山花節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)。山花節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案示意圖如圖4所示。

圖4 山花節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案示意圖

在細(xì)部節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員比較了多種主次梁的組合方式，最后選定以折梁作為骨架，以縱梁作為支撐的形式來完成屋檐的外挑。飛檐角部主要采用折板的形式，這種方式具有一定的施工難度，但是完成后的飛檐能夠較好地符合建筑外形的要求。

2.3 建筑與橋梁的基礎(chǔ)關(guān)系

本工程在風(fēng)雨廊橋的拱橋頂部設(shè)置分倉隔墻作為上部框架柱的條形基礎(chǔ)，并在分倉隔墻之間填充了氣泡混合輕質(zhì)土，以加強(qiáng)分倉隔墻在平面外的剛度。其中，氣泡混合輕質(zhì)土是在水泥漿中由發(fā)泡機(jī)充填泡沫形成，具有較小的自重。相比于直接采用混凝土或壓實(shí)填土的材料，氣泡混合輕質(zhì)土能夠在填充密實(shí)條形基礎(chǔ)之間空區(qū)的基礎(chǔ)上，減輕拱橋上部的荷載，不對拱橋的設(shè)計(jì)產(chǎn)生過多的干擾。本工程在建模過程中利用計(jì)算軟件盈建科進(jìn)行了含下部橋梁的整體結(jié)構(gòu)計(jì)算，對上部結(jié)構(gòu)采用已有的建筑結(jié)構(gòu)模型，對橋梁下部拱橋采用空間桿系單元進(jìn)行模擬，經(jīng)過相關(guān)軟件的驗(yàn)算，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案能夠滿足相關(guān)規(guī)范的要求。含下部橋梁的整體建模圖如圖5所示。

圖5 含下部橋梁的整體建模圖

3 結(jié)語

（1） 風(fēng)雨廊橋因其所處地區(qū)的不同而具有較大差異，每個(gè)工程應(yīng)根據(jù)其具體情況進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，在計(jì)算模型中應(yīng)體現(xiàn)各梁體的轉(zhuǎn)角變化和相交情況。

（2） 風(fēng)雨廊橋的細(xì)部設(shè)計(jì)情況對景觀風(fēng)貌的完整與否有很大的影響，應(yīng)該在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中予以重視。

（3） 風(fēng)雨廊橋可以通過在拱橋上的分倉隔墻和在條形基礎(chǔ)之間的填充氣泡混合輕質(zhì)土，形成框架柱的嵌固部位。