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桥梁方案构思:优化设计方案

【摘要】:常规下承式拱桥拱肋和吊杆垂直桥面设置,大沽桥限定的1.3 m 梁高很难满足32 m 桥宽要求,因此将拱肋向内侧平移,使得人行道在拱肋外侧,拱肋间距为24 m。图2-2拱结构示意图为了使拱肋窈窕,并且满足拱的稳定问题,大沽桥单侧拱对应两排吊杆,形成三维空间结构。由于桥位处为软土地基,拱脚与钢箱梁固定,钢梁内设置系杆,形成系杆拱桥的结构方案。这种结构体系称为“敞开式四索面倾斜拱肋系杆拱桥”。

大沽桥的方案设计,综合分析斜拉桥、悬索桥、拱桥的经济性,以及桥梁环境的协调性,做到桥梁与城市风景、城市空间和谐互补,选定下承式拱桥的设计方案,并由邓文中院士团队进行深化设计。

常规下承式拱桥拱肋和吊杆垂直桥面设置,大沽桥限定的1.3 m 梁高很难满足32 m 桥宽要求,因此将拱肋向内侧平移,使得人行道在拱肋外侧,拱肋间距为24 m。传统拱桥横向设置风撑结构以保持拱结构的稳定,如图2 -2 所示。

图2-2 拱结构示意图

为了使拱肋窈窕,并且满足拱的稳定问题,大沽桥单侧拱对应两排吊杆,形成三维空间结构。打破传统提篮拱桥两个拱肋结构内倾、对称设置的设计方法,采用两个拱肋一大一小的非对称、外倾设置方式,寓意“日月同辉”。大拱圈面向东方,象征着太阳;小拱圈面向西方,象征着月亮。

大拱拱圈弧长为140 m,拱高为39 m,平面向外倾斜比例为3 ∶1。小拱拱圈弧长为116 m,拱高为19 m,平面向外倾斜比例为2.5 ∶1。大、小拱共设置88 根吊杆并锚固于主梁,形成三维稳定结构,吊杆外侧设置圆弧形观景平台。由于桥位处为软土地基,拱脚与钢箱梁固定,钢梁内设置系杆,形成系杆拱桥的结构方案。两侧边跨钢梁与中跨拱结构刚性连接,形成三跨连续结构,以增加主跨结构,尤其是拱脚位置的刚度。与此同时,三跨连续结构减小中跨墩柱的尺寸,避免设置复杂的牛腿结构。这种结构体系称为“敞开式四索面倾斜拱肋系杆拱桥”。