衛(wèi) 超，郭俊峰，邱奕龍

（武漢市政工程設(shè)計研究院有限責任公司，湖北 武漢 430015）

0 引 言

同濟健康天橋橫跨武漢市繁忙的解放大道，兩側(cè)分別與同濟醫(yī)院門診大樓和同濟醫(yī)院生殖醫(yī)學中心相連。同濟醫(yī)院是湖北省武漢市的重點醫(yī)療機構(gòu)，門診量極大。為方便病患者就醫(yī)，同時便于周邊社會人群過街，2019 年9 月，武漢市啟動同濟健康天橋的建設(shè)。

同濟健康天橋地處繁華鬧市區(qū)，周邊構(gòu)筑物密集，解放大道兩側(cè)管線密集，橋位附近還布置有地鐵14 號線同濟醫(yī)院站，天橋要在上述因素的制約下建設(shè)。同時，同濟健康天橋被譽為國內(nèi)紀念抗擊新冠肺炎的第一橋，在市政天橋建設(shè)領(lǐng)域中，具有很強的代表性。

1 天橋橋位選擇與影響因素分析

同濟健康天橋地處繁華鬧市區(qū)，周邊構(gòu)筑物密集，解放大道兩側(cè)管線密集，橋位處布置有地鐵14號線同濟醫(yī)院站，天橋總體設(shè)計受限制因素較多，在滿足功能、安全、景觀的前提下，盡量減少管線遷改。

1.1 解放大道斷面

解放大道是縱貫漢口中心城區(qū)的一條城市主干路，位于城市核心區(qū)，交通十分繁忙。天橋橋位處解放大道為雙向10 車道布置。機動車道范圍內(nèi)不能布置橋墩。

1.2 天橋周邊構(gòu)筑物

天橋北側(cè)為同濟醫(yī)院門診大樓，南側(cè)為同濟醫(yī)院生殖醫(yī)學中心和新世界K11 購物中心（見圖1）。社會車輛從解放大道輔路進出K11 購物中心，導致在第四象限不能布置天橋結(jié)構(gòu)。

圖1 天橋周邊構(gòu)筑物

1.3 地鐵與市政管線

根據(jù)與武漢地鐵集團和地鐵14 號線前期設(shè)計單位對接情況，地鐵14 號線在同濟醫(yī)院西側(cè)、崇仁路口東側(cè)范圍設(shè)置同濟醫(yī)院站，地鐵盾構(gòu)入地區(qū)域正好位于門診大樓前。根據(jù)地鐵14 號線設(shè)計單位提供的地鐵區(qū)間及控制線要求，天橋主體結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)布置區(qū)域為地鐵控制線至寶康路之間約30 m 范圍內(nèi)。

根據(jù)地形和管線測量情況，天橋南北兩側(cè)均布置有10 kV 電力管線、燃氣、給水、雨水、通信、弱電等管線（見圖2）。上述管線橋梁基礎(chǔ)布置、主跨跨度均有很大影響。

圖2 地鐵與市政管線

2 天橋總體布置

根據(jù)前面天橋建設(shè)影響因素分析，天橋主跨53 m，一跨跨越解放大道。兩側(cè)通過平臺跨越兩側(cè)輔道下市政管線。平臺下設(shè)置主墩和邊墩。

天橋南北兩側(cè)分別設(shè)置上下行自動扶梯和1∶2梯道。上下行自動扶梯寬3.3 m，長15.086 m。梯道寬2.5 m，長12.8 m。北側(cè)垂直電梯布置受地面寬度限制，在同濟醫(yī)院門診大樓院內(nèi)，南側(cè)垂直電梯布置在平臺東側(cè)（見圖3）。

圖3 天橋總體布置（單位：m）

根據(jù)規(guī)劃和建設(shè)單位要求，天橋設(shè)置雨棚，雨雪天氣行人過街將不受影響。

3 天橋結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 天橋主橋設(shè)計

天橋主跨53 m，采用變截面桁架梁橋。桁架梁上下弦桿中心處端部梁高4.2 m，中心最大高度7.035 m。桁架梁上下弦桿尺寸為0.6 m×0.4 m（高×寬），斜桿尺寸為0.3 m×0.4 m（高×寬），端部豎桿尺寸為0.5 m×0.4 m（高×寬）。主梁均采用Q355C 鋼板制作（見圖4）。

圖4 主橋立面布置

桁架梁上弦桿線型采用直線和圓曲線擬合，下弦桿預拱度為40 cm，以便于縱向排水。

主梁北側(cè)平臺下設(shè)主墩Z1 與Z3。其中，Z1 主墩采用鋼結(jié)構(gòu)墩柱，與鋼平臺固結(jié)。Z1 主墩直徑1.4 m，鋼管主材Q355C，壁厚24 mm，鋼管內(nèi)填充C35 微膨脹混凝土。Z3 主墩與鋼平臺通過支座連接。Z3 主墩采用樁柱式結(jié)構(gòu)，墩柱頂設(shè)置0.9 m 高蓋梁，蓋梁寬度為1.2 m。蓋梁下設(shè)置直徑為1.0 m 墩柱和1.2 m直徑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

主梁南側(cè)平臺下設(shè)主墩Z2 與Z4。其中，Z2 主墩采用鋼結(jié)構(gòu)墩柱，與鋼平臺固結(jié)。Z2 主墩直徑1.4 m，鋼管主材Q355C，壁厚24 mm，鋼管內(nèi)填充C35 微膨脹混凝土。Z4 主墩與鋼平臺通過支座連接。Z4 主墩采用樁柱式結(jié)構(gòu)，墩柱頂設(shè)置0.9 m 高蓋梁，蓋梁寬度為1.2 m。蓋梁下設(shè)置直徑為1.0 m 墩柱和1.2 m直徑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

北側(cè)鋼平臺全長8.1 m，寬5～6 m，平臺中心處高度1.2 m；南側(cè)鋼平臺全長12.31 m，寬5～5.5 m，平臺中心處高度1.2 m。鋼平臺均采用Q355C 鋼板制作。

主墩墩柱設(shè)1.8 m 高承臺，承臺采用C35 混凝土。主墩基礎(chǔ)采用直徑1.8 m 鉆孔灌注樁，混凝土采用C35 水下混凝土。

3.2 天橋梯道設(shè)計

天橋南北兩側(cè)梯道均為1∶2 梯道，長度均為12.8 m，中間設(shè)置2 m 寬休息平臺。其中，鋼結(jié)構(gòu)梯道長11.9 m，梯臺長0.9 m。梯道一端與主梁鋼平臺焊接，一端通過支座支撐在梯道臺帽上。

梯道寬度均為2.5 m，結(jié)構(gòu)高度為0.6 m，采用雙邊箱結(jié)構(gòu)。兩個邊箱寬度均為0.25 m，中間人行踏步寬度為2.0 m。梯道采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼材材質(zhì)為Q355C。

梯道臺帽高0.7 m，寬1.2 m，臺帽下接直徑為1.0 m 鉆孔灌注樁。

3.3 天橋基礎(chǔ)控制原則

本天橋位于地鐵14 號線同濟醫(yī)院站影響線內(nèi)，地鐵14 號線為遠期線路，目前暫無詳細設(shè)計資料?？紤]到遠期地鐵實施時可能對樁基周邊土層產(chǎn)生撓動，為保證橋梁安全，天橋樁基礎(chǔ)設(shè)計時，采取以下控制原則：

（1）在滿足承載力要求的前提下，主橋Z1、Z2 主墩樁基持力層進入5-2 中風化泥巖不小于1 倍樁基直徑。

（2）Z3、Z4、T1、T2 墩臺樁基承載力，從地鐵區(qū)間及站點底板以下開始計算樁側(cè)摩阻力，考慮到可能的沉降影響，樁基礎(chǔ)承載力只計算側(cè)阻力，不計入樁端承載力。

在上述原則下，Z3、T1～T3 墩臺樁端持力層為4-3 中粗砂夾礫卵石, 其中Z4、T1、T2 樁基進入4-3中粗砂夾礫卵石不小于1 倍樁基直徑，Z3 樁基進入4-3 中粗砂夾礫卵石不小于5 m。

4 天橋主橋計算要點

天橋主橋采用變截面桁架梁橋，桁架梁頂面設(shè)置雨棚。橋梁計算分為靜力計算和動力計算兩部分。靜力計算主要是結(jié)構(gòu)安全計算，對橋梁進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行安全驗算。動力計算主要是進行舒適度驗算。結(jié)構(gòu)計算采用Midas Civil 2019 進行計算，根據(jù)計算，截面上下緣應(yīng)力見圖5、圖6。

圖5 截面上緣應(yīng)力包絡(luò)圖

圖6 截面下緣應(yīng)力包絡(luò)圖

從圖5、圖6 計算結(jié)果可知，該鋼桁架拱橋截面上緣最大拉應(yīng)力為96.1 MPa，最大壓應(yīng)力為117.1 MPa；下緣最大拉應(yīng)力為96.1 MPa，最大壓應(yīng)力為135.4 MPa，滿足規(guī)范要求。天橋豎向最大位移31 mm，滿足規(guī)范要求。

根據(jù)計算，天橋豎向自振頻率為3.2 Hz，大于3 Hz，滿足規(guī)范要求[1]。天橋高密度人群工況時，橋梁跨中最大加速度為0.212 m/s2，小于0.5m/s2，滿足舒適度要求。

5 天橋景觀元素亮點

同濟健康天橋設(shè)計期間，時值湖北武漢抗疫的關(guān)鍵時刻，全國各地的白衣戰(zhàn)士逆行而上，馳援湖北，為控制疫情、保護人民的生命安全做出了巨大的貢獻。救城之恩銘刻在每一個湖北武漢人的心中，感恩之情融入設(shè)計中，在天橋鋼化玻璃欄板上深深地刻上全國30 個省市自治區(qū)地圖板塊、人民解放軍醫(yī)療隊人數(shù)、支援疫情地區(qū)（見圖7、圖8）。我們希望這里不僅是一座滿足過街功能的景觀人行天橋，而且是一條以致敬白衣戰(zhàn)士在抗疫過程中勇敢無畏精神的文化紀念長廊，讓我們以此向全國馳援湖北武漢披堅執(zhí)銳的白衣戰(zhàn)士致以崇高的敬意。

圖7 天橋?qū)嵕?/p>

圖8 天橋鋼化玻璃欄板

6 結(jié) 語

同濟健康天橋的設(shè)計和施工過程中，正值全國抗擊新冠肺炎的時期，本天橋的建設(shè)更具紀念意義。目前天橋已經(jīng)建成并投入使用，成了一道靚麗的風景線（見圖9）。

圖9 天橋?qū)嵕?/p>