淺析常規(guī)橋梁的景觀改造
2016-12-12
0.概述
自改革開放以來，我國橋梁技術得到了空前發(fā)展，人們對美的認識上升到了新的高度，因此，對橋梁功能的定位早已超出人車通行的范疇，并對其景觀性提出了更高的要求。隨之而來的便是復雜景觀橋梁和異形結構的大量出現。此外，為了提升城市的品味和競爭力，對地處市區(qū)的常規(guī)橋梁進行適當的景觀改造案例也越來越多。
1.基本原則
雖然景觀改造項目具有其特殊性，但是它同屬于結構的范疇，并與被改造的既有橋梁有著密不可分的聯系。因此，同樣得嚴格遵守《橋規(guī)》對橋梁設計 “安全、經濟、適用、美觀”，這八字原則。具體闡述如下：
?。?）明確項目建設的目的。始終堅持以達到景觀提升效果為主線，兼顧其他。
?。?）安全性。新增的景觀結構不要求參與主結構受力，新增景觀結構盡量不與原有結構產生受力上的聯系，以免造成受力混亂，影響各自的耐久性。
?。?）經濟性。由前兩條作為前提，即不影響景觀效果和結構安全的前提下，節(jié)省材料，降低造價。
?。?）適用性。保證新增景觀結構不影響行車和人行的舒適性，安全性。不壓縮河道和下穿路，以及不影響周邊其他結構的使用功能。
（5）美觀性。盡量做到“以假亂真”，配以燈飾改造。使原有結構在景觀性上有質的提升，并與周圍環(huán)境相適應，使結構能成為該區(qū)域的標志性建筑。
2.基本措施
縱覽當今常規(guī)橋梁景觀改造案例，主要可以分為以下幾種情況：
?。?）橋型改造。即在原有的簡支或連續(xù)梁結構的基礎上添加諸如拱橋、斜拉橋、懸索橋之類的景觀橋型，新增景觀橋型不參與受力，總體造型無太大變化。從外形上看，橋塔、拉索體系、主纜線形、拱軸線等造型與對應的真實受力橋型基本相同。本方案一般適用于原有常規(guī)橋梁全長較長的情況，突出橋型的大氣、宏偉，并與原結構比例協調。
?。?）異形結構改造。在上述改造方案基礎上對諸如橋塔，纜索布置，拱肋布置等做法進行造型上的拓展，形成異形結構。本方案適用于原橋橋梁全長較短的情況。
?。?）橋頭改造。在原有橋梁兩頭設置能反映地方自然人文特色的橋頭堡，對原有橋梁起到點綴作用?；蛘咴跇蛄嚎绾觾砂栋l(fā)展河濱公園或親水平臺，使橋梁達到景觀效果的同時，實現功能上的拓展。
?。?）橋側改造。橋側發(fā)揮空間較大，比如梁高較高且造型單調，護欄座與梁邊緣銜接過渡較平仄等情況?？稍跇騻冗m當位置設置別致的能反映當地風情的景觀小品?；瘑握{為巧妙，化平仄為神奇。
（5）夜景改造。夜景往往能直接反映一座城市的繁榮程度，建筑品味和人氣。在原橋上點綴各種漂亮燈飾，在夜空的映襯下使橋梁熠熠生輝。本方案適用于原橋本就具備一定的景觀造型，但位于市區(qū)繁華路段，缺乏夜景的點綴的情況，往往能使橋梁如虎添翼，錦上添花。
3.細節(jié)常用處理方法
綜上所述，為達到理想的景觀效果，在保證行車安全、原有結構安全不受到影響、且保證景觀結構的安全的前提下，始終崇尚“景觀第一”的理念。對細節(jié)的處理上將有別于一般做法。常用的措施一般有以下幾種：
?。?）對于纜索等柔性構件。景觀纜索因為不受力，鋼絲股直徑遠遠小于真實結構，而通過熱擠高密度聚乙烯或其他填充料將其處理成與真實受力結構一樣大的直徑，即達到了景觀效果，又節(jié)省了材料，降低了造價。
?。?）混凝土結構。諸如橋塔、混凝土拱肋等未參與受力的景觀結構，在不影響安全的前提下，可處理成大挖空率相對少配筋率的截面。
?。?）纜索錨固點處理。上下錨固點都可以采用耳鋼片銷栓固定法，另外豎直吊桿上錨點可以采用簡易騎跨式固定法。下錨點應視原結構具體情況具體處理，為了不與原橋發(fā)生受力上的聯系，有時須在橋主梁兩側另外設置小縱梁，有時也可在蓋梁外側設置錨固點。
?。?）組合截面的處理。在受力構件中，組合截面主要是為了調和單種材料的優(yōu)缺點，使兩種材料的組合達到最好的力學效果。而對于不受力的景觀新增結構處理具有其特殊性，比如鋼管混凝土構件，在景觀構造里一般不填充混凝土。
4.注意事項
結構千變萬化，人們對美的理解也是層出不窮。而這種處理方式從力學方面講，景觀結構部分的剛度難免能達到理想的要求，從而導致對某些荷載的敏感程度會出人意料，須通過某種特殊的處理方法來避免這種敏感變形帶來的負面影響。
從施工方面考慮，設計者為了一味達到安全和景觀效果要求，結構細節(jié)處理過于復雜，對結構的可施工性也往往被忽略。下面通過對昌邑景觀橋梁改造的案例來形象說明在常規(guī)橋梁景觀改造中遇到的問題以及處理方案。
4.1工程概況
昌邑市濰河中橋位于昌邑縣城東約1.0km處，建于1981年，橋梁全長540米，全寬12.5米，行車道寬10米，兩側各1.25米人行道。為26X20預應力混凝土簡支T梁橋，該橋梁運營狀況良好。擬對該橋外部改造。
具體設計方案為：在原橋河槽中的15孔橋梁兩側做雙孔鋼管拱，各孔長160米（即8孔），中間交叉20米（即1孔）；拱肋斷面為啞鈴型，拱肋矢跨比為1/4；20米一道豎向吊索，共計吊索14對，拱肋橫向連接系縱向間距12.3米。
4.2關鍵技術難點及解決措施
本工程的難點在于：
?。?）單跨鋼管拱跨徑大（單跨160m），鋼管內未灌注混凝土，質量較輕，截面剛度較小，且鋼材本身受溫度影響變形較敏感，導致局部（約束邊界處）應力較大。
?。?）為了滿足景觀性要求，兩跨鋼管拱在河心跨相交，并且是同一個平面內相交，相交處局部應力復雜，難以控制。
針對以上可能會對工程造成不利影響的因素，設計者提出了切實可行的解決方案：
?。?）拱腳約束采用一端固結一端鉸接的方案，避免了受溫差影響產生的結構邊界處應力集中，鉸接的約束方式釋放了溫度帶來的轉角應力。
（2）兩拱交叉處是該橋的最薄弱環(huán)節(jié)，設置加勁肋提供足夠的剛度，解決該處應力復雜的問題，并解決短腿拱肋與較長段拱肋之間線剛度懸殊導致的變形不協調問題。
4.3施工中遇到的問題
在施工鋼管拱肋交叉點處時，遇到了焊接難的問題，主要表現為：鋼管內加勁肋設置太密，焊接難度高。設計者綜合各種方案，采取了以下方案：保持加勁肋不動，將鋼管節(jié)段沿鋼管拱軸線切割，沿加勁肋與鋼管內壁焊縫縱向切割成片狀，再將弧形鋼片與加勁肋一起焊接成整體，然后用薄型鋼板外包整個焊接區(qū)域，掩蓋了眾多焊縫。
5.結論
?。?）常規(guī)橋梁的景觀改造在滿足景觀要求的同時，須從受力、造價、施工各方面綜合考慮與評價。
?。?）對具體改造方案應進行具體分析，不能一概而論，做到受力合理，施工簡化。
?。?）設計者應始終將安全放在首位，不能一味只求景觀效果，舍本逐木，做到景觀改造優(yōu)先，但不失結構的穩(wěn)定性和耐久性。
【參考文獻】
?。郏保蓓椇７?橋梁概念設計.人民交通出版社.2011.03.
?。郏玻輨⑨?橋梁概念設計與分析理論.人民交通出版社.2010.09.
［３］王義強，夏嘉凝.淺析橋梁美學.科學論壇（下半月）.2011.06.
?。郏矗菔⒑轱w.橋梁美學.人民交通出版社.200.09.
