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我司桥梁工程再结硕果——成都麓湖生态城Q7桥顺利通过竣工验收
发布时间:2022-01-28
新闻来源:重庆市市政设计研究院
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近日,我司一分院设计的嘉州路Q7桥梁工程顺利通过竣工验收。 

 

Q7桥由澳大利亚Cox Architecture建筑事务所设计的概念方案,由我司推进方案研究,并完成施工图设计。该桥为世界第一座大纵坡纵向固结的钢拱塔部分地锚式曲线斜拉桥。

 

一、方案设计

 

Q7桥坐落于成都麓湖生态城区域内的嘉州路上,桥的南北两侧有高层建筑,所在湖区是整个区域的一个空间焦点。桥位于湖区东侧,而湖面东侧视野悠长开阔,设计力图体现桥梁跨越湖面的动感姿态,通过独特的建筑语言营造生动的空间标志,是其成为湖区引人注目的景观元素。重点考虑了以下几方面:

 

1. 建筑形态与湖区环境相呼应。由于湖岸线型为随机曲线,因此桥平面采用曲线;桥立面南侧道路沿水面上方向湖中心延伸约100m,并且抬升桥面高度,而后向北下穿花岛及水下隧道,既方便桥下船只通行,又完美展现桥梁跨越湖面的动感姿态;达到了景观构想的车辆驶过桥后突然消失在湖面中心的魔幻效果。

 

2. 建筑形态与城市高层建筑的空间对应。麓湖生态城大多为高层建筑,因此采用曲线形塔结构,塔身倾斜,能营造出动感和空间的戏剧性表现,突破了常规桥梁观感;

 

3.利用空间索支撑结构形成空间格网体系与曲线形的桥塔呼应,索面形成南侧入口处的封闭空间,同时向北侧敞开;

 

4. 最大限度地减小桥梁主体构件尺寸,营造及突出桥梁典雅轻盈姿态;

 

5.非机动车和行人在南侧上桥,过桥后环抱花岛向北继续前行,再上北侧步行桥,为步行者提供便捷而舒畅的通行线路,从而将该区域的南北区两侧有效地连接为一个整体;

 

二、方案落地实施

 

我司根据概念方案,推出了双索面部分地锚式钢拱塔钢主梁曲线斜拉桥方案,纵向固结体系,副跨侧主梁与隧道锚碇固结,主跨侧主梁置于桥台。桥梁平面半径800m,纵坡7.8%,为桥下留出游艇通航空间,跨径布置为(42+78)m,锚碇长21m,全桥长148.8m。

 

索塔

椭圆形钢索塔,椭圆长轴为52.6m、短轴为30m,往副跨侧倾斜18°,与桥面大纵坡呼应,采用3m×2.4m箱型断面,并在椭圆内侧一处设置0.6m×0.8m倒角,打破常规、呆板的矩形造型。

 

塔座为空间异型钢筋混凝土结构,倾斜角度与索塔一致,塔座顶部为曲线并高出常水位,完整展现索塔的椭圆造型。索塔采用钢混接头形式与塔座固结,钢结构段伸入混凝土内2m,并设置PBL剪力键,索塔内侧设置预应力钢绞线,索塔外侧设置精轧螺纹钢。

 

主梁

 

扁平式钢箱梁,梁高1.6m,桥面总宽为21.4m,两侧拉索区宽1.2m,南侧主梁置于桥台,北侧主梁端与锚碇固结。

 

人行道

 

外挑于车行道主梁两侧,靠近主梁处与主梁形成整体,单箱单室钢箱梁,梁高为0.4m,宽度从3.1m宽渐变至1.492m,与南侧道路人行道衔接,工字型挑梁。

 

锚碇

 

改造北侧既有U形隧道为拱形隧道作为锚碇,长度21m。拱形隧道分为平直段与隧道口上扬段两部分,平直段隧道顶部由直线和半径为19.36m的圆弧线平滑过渡而成;将隧道口上扬至拉索方向一致,便于锚固斜拉索,并设计冲孔金属板装饰吊顶消化掉隧道平直段和上扬段结构高差。隧道口采用钢混接头方式设置2m×2m的矩形断面钢结构环形防护罩,以遮挡锚固装置。

 

斜拉索

 

采用空间双索面,每个索面10对索,副跨侧6对拉索锚于主梁,间距6m,4对拉索均匀锚于锚碇隧道口;主跨侧10对拉索均锚于主梁,间距为6.5m。斜拉索采用1860Mpa钢绞线,在主梁及桥塔上均采用钢锚箱锚固方式,单端张拉,张拉端设置于主梁上和隧道口。锚固于隧道口的斜拉索通过连接器与隧道内的可更换预应力锚固系统连接。

 

桥面铺装

 

采用钢-STC(Super Toughness Concrete)轻型组合桥面结构,并根据本桥7.8%大纵坡的实际情况做了桥面铺装专题研究,研究认为在STC层表面撒布预拌碎石可大幅提高抗剪切效能,最终铺装方案为:5cm超高韧性混凝土(STC层)+60%~70%覆盖率嵌石+SBS改性乳化沥青粘层+(高黏高弹改性沥青+撒布碎石)+4cm高黏高弹改性沥青混合料SMA-10。


灯光设计


桥塔和拉索的泛光设计,突显桥梁立体感;人行道两侧光源,勾勒出桥的平面线形;局部冲孔板内透光的设计,增加了夜间近景细节,优化了人行体验。

 

灯光采用分时段控制,桥会随着夜色渐深变换照明效果,让形态优美的Q7桥成为既协调又具有辨识度的存在,与湖面和两岸景观形成一个有机的整体, 让Q7桥化身城市中“会呼吸”的景观。


本桥设计创新点:


(1) 本桥为7.8%大纵坡部分地锚式钢主梁曲线斜拉桥;


(2)本桥处于道路平纵组合曲线上,索塔纤细且塔内板件较多,锚碇隧道拱顶两拱叠合,梁体钢混结合,塔-基础钢混结合,整桥空间关系复杂。设计采用了BIM信息模型同步跟进,充分利用BIM技术的可视化,协调性,模拟性及可成图性,提高设计精度,全阶段指导设计及施工。


(3)为了克服主梁受到的主副跨拉索不平衡力和主梁平面位移难题,采用桥塔处不设置支座,主梁一端固结、另一端纵向自由的纵向固结体系。

 

(4)拉索采用连接器与隧道内的可更换预应力锚固系统连接,并设置钢结构环形防护罩遮挡锚固装置,隧道口外观更加简洁、大方,延长了锚固系统的养护周期,节约了养护成本。

 

(5)本桥做了桥面铺装专题研究,采用钢-STC轻型组合桥面结构,提高桥面局部刚度30倍以上,基本消除钢桥面疲劳开裂风险;为沥青面层提供了易黏结的混凝土基面,解决了沥青与钢桥面粘结难题;并根据专题研究成果在STC层表面撒布预拌碎石,大幅提高了面层与STC层间抗剪切效能。

 

(6)锚碇隧道口设计冲孔金属板装饰吊顶,消化隧道平直段和上扬段掉结构高差,提高了隧道内车行体验,其通透的视觉效果减弱了巨大混凝土拱顶给人带来的压抑感。