由重庆市勘察设计协会组织评选的“2022年度重庆市优秀工程勘察设计奖”获奖名单于近日正式公布,重庆市市政设计研究院有限公司设计五分院承担的“开县北部新区基础设施建设工程——寨子坪大桥”获得重庆“2022年度优秀工程勘察设计奖”市政公用工程设计二等奖。
项目名称:开县北部新区基础设施建设工程——寨子坪大桥
设计单位:重庆市市政设计研究院有限公司
建设地点:重庆市开州区
项目规模:中承式钢箱拱桥,全长396m
设计团队:陈德玖 杜春林 付育文 杨靖 吴世曾 张平 敖良根 石鸿 李娟 汪志英 卢勤 聂志新 陈兴波 李 洪 江陈龙
▲桥梁全局鸟瞰图
01.
项目概况
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寨子坪大桥位于开州区汉丰湖之上,总体呈东西走向,所在道路为城市主干路,双向四车道。道路西接丰太片区及S102公路,东连平桥片区及老城区。
寨子坪大桥跨径布置为45+75+82+128+56m,桥面总宽32m,现浇箱梁设悬臂板,最大悬挑长度6.6m,下部采用全固结体系V型刚构桥墩,全桥为拱梁组合体系桥梁,梁、拱结构共同承担荷载。
02.
现场调研及设计理念
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项目周围规划均为高档商贸、居住用地,对桥梁景观要求较高, 项目组前期进行了广泛的现场调查。结合现场地形,项目定位,大桥采用高低拱拱梁组合体系结构形式。其独特的造型在国内同类型桥中独树一帜。其拱肋连绵不绝,一气呵成。与此同时,在高度上特意迎合了此处东高西低的地形,让山形顺着水意,与桥型的设计形成有机的结合。大桥起伏的姿态,正好迎合了此处天际线的变化。
▲桥梁立面总体图
桥位处山峦叠峰,视域广阔,通过色彩分析,大桥选择橙色为主色调,以大桥自身的形态为主景,形成标志性建筑。桥头节点以造型树、景观石组团搭配,桥面中央保持景观通透,形成三季有花、四季有景的特有景观,桥拱与水下倒影完美融合,风吹碧波,相映成趣。
▲桥头视角景观图
03.
技术特点与创新
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(1)不等跨连续单肋主拱圈结构,变高度钢箱带肋截面形式,抛物线立体空间景观效应
大桥拱肋采用钢箱拱,截面选用矩形钢箱带肋截面形式。为凸显拱肋的纤细,拱肋截面高度均为变化值。主拱净矢高36m,矢跨比为1/2.5;边拱净矢高17.5m,矢跨比为1/2.285。
钢箱拱高度的变化使钢拱圈在立面形成一条特殊的抛物线,采用刚度等效理论结合欧拉临界力公式,解决单肋拱圈的稳定计算难点。
(2)镂空横隔板与肋板组合结构设计,解决宽箱梁单肋拱横向传递、超静定技术难题
主梁采用大悬臂预应力混凝土箱梁结构,横隔板及肋板的设置解决了单拱肋吊杆拉力在宽箱梁的横向传递技术难题,使结构更轻盈的同时有效降低造价。
全桥跨中不设伸缩缝,超静定次数多,节点受力复杂。通过建立全桥有限元模型,合理选择结构截面参数。钢混接头等关键部位应用先进的钢混接头受力分析方法及构造措施,解决了等截面钢混结合的裂缝问题。
(3)采用新型单丝环氧整束挤压钢绞线吊杆技术、提高吊杆结构耐久性、增强桥梁简洁美观度
为保证拱圈、主梁线型的流畅,吊杆采用锚具均位于拱圈及箱梁箱式内部的承压式锚具,也避免锚头直接暴露在大气中,结合新型单丝环氧整束挤压钢绞线吊杆,在提高美观性的同时也大大提高了吊杆结构的耐久性。
(4)采用梁拱结构体系、优化拱桥系杆索构造、提升结构受力稳定性
全桥的结构体系采用新颖的拱梁结合体系,拱和梁结构共同承担外荷载,主梁采用预应力混凝土结构,主梁内设置的预应力钢束保证主梁截面受压的同时也起到了抵消拱圈水平力的作用。同时在拱脚及桥墩墩顶处设置后浇带并张拉预应力,解决了超长固结体系拱梁共同受力难题。
04.
项目总结
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大桥以其独特的造型、绚丽的色彩,横跨在美丽的汉丰湖上,收获了社会各界普遍好评。桥梁结构体系构思新颖,打破传统桥梁呆板的造型概念,创新性的将单肋拱桥力学特点与美学的线条有机融合,实现工程建设与环境协调的完美统一。