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市政桥梁设计的特点

本站     2019/6/1 10:16:33    

本文结合四川省广元市“澳门援建嘉陵江大桥”的设计,对市政桥梁设计中的桥梁形式的选取、桥梁跨径的确定、桥面标高与引道的接线进行论证,总结市政桥梁设计的几点基本经验

关键词:桥型 跨径 桥板 防洪 通航 纵坡

1  概述

近年来,市政基础设施建设速度较快,市政桥梁也较多。而随着人们的欣赏水平的提高,桥梁作为城市的一部分,甚而作为一座城市的地标,不仅要承担其交通功能,还必须肩负其景观方面的使命。同时,市政基础设施又是服务于城市的基础设施,因此要尽量与周边的功能相匹配。

下西片区的桥梁主要有皇泽大桥等四座桥梁,而东岸主城区主要的交通干道利州西路没有桥梁跨越嘉陵江,致使车辆须绕行上下游桥梁,严重制约了嘉陵江西岸的开发甚至整个广元市区的发展。

随着国家西部大开发战略的提出,广元市再次迎来难得的发展机遇,而该处交通瓶颈对其发展的制约进一步显现。为此,澳门特区政府决定援助广元市于此处建设嘉陵江大桥。

2  大桥建设背景

广元市唐宋时称利州,元朝改称广元,位于四川盆地北部,中国地理分界线秦岭的南麓,为川北门户。广元市区是整个广元市域的交通枢纽和政治、经济、文化中心,其经济辐射能力远及陕西、甘肃,是区域性商贸中心。由于历史、自然的原因,广元主城区主要分布于嘉陵江东岸。随着城市的不断扩容,嘉陵江西岸已初具规模,形成了以下西片区为代表的西部城区,而嘉陵江上连接东岸市区与

3  桥梁使用功能要求

根据《城市桥梁设计准则》1.0.3条:城市桥梁建设应符合《中华人民共和国城市规划法》的有关规定,并应符合使用要求、交通发展和城市发展需要,按照适用、安全、经济、美观的原则进行设计。

本桥主要为利州西路连接嘉陵江西岸而建,有利于促进嘉陵江西岸的进一步发展。利州西路是广元市的一条城市Ⅱ级干道,本桥建设与此匹配。

建设标准较高,荷载标准较高。

嘉陵江作为长江一级支流,同时也是广元市域最大的水系,常年承担广元市对外水路运输的使命,因此必须保证桥下通航要求。经过多方论证,厚度不均匀,易受河水冲刷,不稳定。除河水的底蚀作用外,桥位区无滑坡、塌岸、管涌等不良地质作用。

桥位区分布的嘉陵江是广元市的水源补给河流,无污染源。地表及地嘉陵江在该段河道通航等级确定为Ⅶ级航道。

桥位处嘉陵江西岸初具规模,东岸更是城市高档消费、休闲区,因此本桥建设必须考虑两岸商业开发的要求。

因此,本桥的使用功能定位为考虑Ⅶ级航道通航要求并服务商业开发的交通性城市桥梁。

4  建设条件

根据《公路工程技术标准》5.0.1一般规定的要求,地质条件须达到建桥条件。

桥址处于四川盆地北部边缘中、低山区,属构造侵蚀单斜低山地区。微地貌为侵蚀堆积嘉陵江河谷地形。桥址上游近800米河段较顺直,下游约1500米处为河流拐弯处,桥址区河谷宽阔,阶地发育。东岸高阶地发育,坡度5°~20°,西岸Ⅰ、Ⅱ级阶地发育,地形平坦,地势开阔。

桥址区两岸有少量素填土地层,岸坡受洪水冲刷,现已修建河堤,稳定;河谷地层以卵石层夹砂层为主,

下水对混凝土无腐蚀性。

因此,该处桥梁建设条件较好,适宜建桥。

5  工程方案

(1)、根据《公路工程技术标准》5.0.1一般规定的要求,桥梁设计应遵循安全、适用、经济、美观和有利环保的原则,并考虑因地制宜、便于施工、就地取材和养护等因素。     (2)、平纵方案:

桥梁为连接嘉陵江东西两岸,其平面与规划一致。纵段主要考虑防洪、通航、与两端引道的顺接等要求。     1)、桥面纵坡要求

根据《城市道路设计规范》第5.2.5条非机动车车行道纵坡度宜小于2.5%。大于或等于2.5%时,应按规定限制坡长。本桥通行自行车,因此本桥最大纵坡按3.5%进行控制,坡长按150进行控制。

根据《城市道路设计规范》第5.2.6条各级道路纵坡变更处应设置竖曲线。竖曲线采用圆曲线。设计中应采用大于或等于规范中一般最小半径

值;特殊困难时,应大于或等于极限最小半径值。

非机动车车行道的竖曲线的最小半径为500m 。

2)、桥梁防洪要求

根据《公路工程技术标准》5.0.2桥涵分类规定,本桥属于大桥,又根据《公路工程技术标准》5.0.4、城市桥梁设计准则》2.0.3,桥涵设计洪水频率应按1/100的设计洪水频率进行设计。

3)、桥下净空要求

根据《公路工程技术标准》5.0.6、《内河通航标准》5.2.1,并通过计算、比较,本桥河道范围内桥面标高根据1/100洪水频率的防洪要求进行控制。

4)、引道纵坡控制

西侧桥头位于宝成铁路附近,标高较高,便于桥头与之平交。同时,桥下预留桥下通道,以便于后期打通桥下通道与已有的通道形成滨河景观道路。

因此,西侧桥头引道与既有道路平交,桥下预留通道。

东侧引道纵坡控制:嘉陵江河堤防洪标准为1/50的洪水频率,且城区建设也是基于此标准进行实施的,而本桥按1/100的洪水频率进行控制设计,因此,东侧桥头标高高于周边建

筑。而此处又是广元市的商业中心之一,因此,必须尽量降低桥面标高。

(3)、桥型方案

本着在满足使用功能、保证结构安全的前提下尽量节省投资。因此,本桥在通航孔采用较大跨径,而在东引桥采用小跨径,以减小结构层高度,降低桥面标高。主河道靠西侧,因此主桥靠西侧设置。

广元市澳门援建嘉陵江大桥经过多次方案论证,最终采取了西侧上跨滨河路,东侧抬高滨河路并与之平交的路线方案,河道宽度(东西岸河堤之间)约296m ,

主桥采用40+60+60+40=200m的变截面连续箱梁,西侧引桥桥下净高能满足要求,采用等截面2?20m ,东侧由于已形成广元市高端商业中心。为尽可能减小对其影响,梁高尽量降低,采用5*15m的简支空心板。

桥梁立面布置图

6  结语

通过本桥的设计,总结如下几点经验,以便于同仁在今后的桥梁工程中参考:

(1)、城市桥梁需与桥梁所在地区的经济条件相匹配。本项目在方案论证过程中,曾提出诸如钢管拱桥、

斜拉桥等方案,总体景观效果也较好,部门的意见,群众也提出了很多具有但广元市的发展程度尚未达到一定水平,因此对于景观效果好但造价高的桥型尚不能接受。为此,最后选择了造价较省景观效果一般的桥梁结构,而是通过在桥梁栏杆、照明灯具等方面进行景观效果方面的补充。

(2)、城市桥梁需充分考虑桥位地质条件。本桥桥位上游皇泽大桥采用拱桥,而本桥桥位处桥头为后期杂填土,且深度较大,其水平抗力很小,因此本桥未采用拱桥结构。

(3)、城市桥梁需充分考虑桥梁的使用功能。为降低桥面标高,曾有相关单位提出本桥按1/50甚至更低的防洪标准进行设计,而在1/100的洪水频率时按漫水桥考虑。但本桥处于城市干道上,其交通功能要求较高,作为城市嘉陵江两岸的交通大动脉,本桥的建设必须具有前瞻性,因此在经过多次论证之后仍按1/100的防洪标准进行控制设计。

(4)、城市桥梁的建设必须充分考虑桥位区城市功能的需要。由于城市桥梁与公路桥梁不同,不仅要满足交通功能,还要具有城市功能,不能过多的影响桥位周边的城市功能区的发展。本桥在工程方案的确定上,广泛征求了桥梁周围商家、住户等相关

建设性的意见和建议,项目在确定方案前也充分吸取了其合理的建议,并做出了细致的解释。因此,本项目在实施过程中较为顺利。

(5)、城市桥梁建设可在多个方面进行桥梁景观效果的提升。由于本桥的限制条件较多,在桥型结构上,桥梁景观的提升投资高、难度大,因此本桥的景观主要在桥梁栏杆、照明灯具等方面提升桥梁美观效果。


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