橋型結(jié)構(gòu)美學(xué)特性分析范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了橋型結(jié)構(gòu)美學(xué)特性分析參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

作者：朱孟君

高速公路跨線橋設(shè)計是高速公路設(shè)計的重要組成部分,一個技術(shù)先進、經(jīng)濟節(jié)約、功能齊全、布局合理、橋型優(yōu)美、景觀協(xié)調(diào)的跨線橋在高速公路中起著畫龍點睛的作用。本文結(jié)合高速公路跨線橋常用橋型的設(shè)計體會,針對跨線橋美學(xué)特點及橋型設(shè)計中的一些問題進行研討。

1跨線橋的美學(xué)特征

跨線橋由于跨越的是高速公路,在美學(xué)問題上除具有一般的橋梁美學(xué)特征外,還有其自身的特征,主要體現(xiàn)在:

(1)跨線橋空間造型的美學(xué)要求較高,一般橋梁多為其兩岸的正視或側(cè)視以及路外的遠(yuǎn)視,強調(diào)的是橋梁整體輪廓和氣勢,尤其是橋面以上部分(如斜拉橋、吊橋)的造型給人的美學(xué)印象,而跨線橋是線路間的相互跨越,人們要從上、下線對橋跨作全方位的動態(tài)觀視,這就對橋跨的空間造型、細(xì)部結(jié)構(gòu)和裝飾都提出了更高的要求。

(2)跨線橋下高速公路上行駛車輛的凈高、司機視線和視野以及觀賞的需要,要求跨線橋具有足夠的透空度,使得整座橋梁顯得輕巧、空曠,這對橋跨下部結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。

2跨線橋的美學(xué)設(shè)計要求及其設(shè)計要點

2.1跨線橋的美學(xué)設(shè)計要求

高速公路不但給使用者提供一條快速干道,而且是一道風(fēng)景線。跨線橋由于上跨高速公路,在這道風(fēng)景線中起著重要的作用,設(shè)計中必須重視美學(xué)設(shè)計。

(1)跨線橋的設(shè)計應(yīng)與周圍環(huán)境、景觀協(xié)調(diào)一致,互相配合,融為一體,要做到這一點,必須在橋梁選型上下功夫,通過構(gòu)思設(shè)計出與環(huán)境相協(xié)調(diào)的跨線橋形式。倫)橋梁本身各部分構(gòu)造的形象宜簡潔纖細(xì),流暢明快,使高速運動著的人們在瞬間的最初一刻得到”明確”的印象,如果構(gòu)造形式復(fù)雜繁瑣,在快速運動的人們視覺感受上,將是一團模糊,一團迷霧,令人眼花繚亂、難以分辨

(3)跨線橋的設(shè)計應(yīng)注意尺度感,尺度感是跨線橋美感的具體體現(xiàn),不僅要求其結(jié)構(gòu)本身輕巧,大小、高低、長短、寬窄、厚薄、粗細(xì)及斜度等體現(xiàn)形體在量上的尺度應(yīng)適宜,同時要求這些尺度間的比例關(guān)系以及橋梁整體與周邊環(huán)境之間的比例關(guān)系應(yīng)恰當(dāng)。

(4)橋面應(yīng)合理設(shè)置豎曲線。跨線橋的豎曲線線型是頂部輪廓線,開闊地區(qū)跨線橋配合橋頭引道縱坡設(shè)計成凸曲線,除有利于行車外,又使橋梁頂部呈現(xiàn)曲線美、連續(xù)美,且有利于橋面排水,因此應(yīng)充分重視和優(yōu)化豎曲線的設(shè)計。

(5)跨線橋應(yīng)適當(dāng)進行裝修。如不進行裝修,則跨線橋全身灰蒙,并布滿污跡,影響高速公路的形象。跨線橋的的裝飾應(yīng)以水刷石、貼面、噴涂、普通室外涂料為主。橋跨結(jié)構(gòu)和橋墩可涂成同一種顏色,以強調(diào)結(jié)構(gòu)的一致性;亦可用對比的色彩把橋跨結(jié)構(gòu)和橋墩區(qū)別開來。通常深色的橋墩配以淺色的橋跨結(jié)構(gòu)可以強調(diào)出橋墩的輕巧和纖細(xì)。

2.2跨線橋的美學(xué)設(shè)計要點

(l)上部構(gòu)造設(shè)計要點

跨線橋的側(cè)視景觀注意梁高的變化要連續(xù),不應(yīng)有折線和突變點(如圖1);上部結(jié)構(gòu)的底面線盡可能做到線條圓順優(yōu)美,不宜形成折點或突變(如圖2)。

仰視景觀的效果是跨線橋美學(xué)的特點。一般應(yīng)使上部構(gòu)造底面有良好的整體性,簡潔明快的線條和優(yōu)美圓滑的曲線過渡面,不宜采用分散、零亂或產(chǎn)生突彎的折面,如圖3,采用整體箱梁比T梁或肋梁好,如圖4,懸折線不如曲線好。

跨線橋各構(gòu)件的尺寸比例應(yīng)協(xié)調(diào)一致,設(shè)計上要盡可能的減薄主梁的高度,應(yīng)采用建筑高度較小的板式或箱式橋跨結(jié)構(gòu)。從視覺上減薄上部結(jié)構(gòu)的建筑高度,一是增加翼板懸臂部分的長度和箱形橫截面,空心板增加懸臂翼板;二是安全帶或人行道盡量外挑。通過以上措施使橋下通行者從心理上消除那種由于橋身厚實而引起沉重負(fù)荷的壓抑感。

(2)下部構(gòu)造設(shè)計要點

要注意結(jié)構(gòu)力量的表現(xiàn)。下部構(gòu)造是支承上部的承重構(gòu)造物,其構(gòu)造形式,對力的表達(dá)要清楚,力的傳遞方向要明確,要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)力的特征。

跨線橋的墩、臺位和形狀要盡量多透空,橋墩應(yīng)盡可能做得輕巧,保證行車有較好的通視條件,并與上部構(gòu)造相配,橋墩多用柱式墩、Y形墩、剛架墩和無蓋梁的梯形墩等。橋臺多用無臺前溜坡的U型臺,組合式橋臺、墻式臺、錨桿式臺等。盡量減小橋臺的體積,消弱橋臺的存在感,給人一種梁是直接擱在錐坡上的感覺。

3跨線橋橋型設(shè)計

(l)梁橋體系

梁橋體系包括簡支板(梁)橋和連續(xù)板(梁)橋型。簡支板(梁)橋為靜定結(jié)構(gòu),相鄰各孔單獨受力。其主要特點是構(gòu)造簡單、施工方便,高度較小,為減輕自重,一般用空心板,可以有整體式結(jié)構(gòu),也可以有裝配式結(jié)構(gòu),當(dāng)為整體式結(jié)構(gòu)時,芯模可用紙簡等一次性模板,無論是整體式板或裝配式板,宜做成帶翼且橋面連續(xù),板厚與跨徑之比一般為1/巧一l/25。

連續(xù)板(梁)橋不但具有良好的行車條件,同時利用支座上的卸載彎矩來減少跨中彎矩,使橋跨內(nèi)力分配更趨合理,板(梁)的高度更低,連續(xù)板(梁)橋既可采用鋼筋混凝土,也可采用預(yù)應(yīng)力混凝土。整體連續(xù)板可作成等截面或作成變截面,其支點截面厚度約為跨中截面厚度的l/20一1乃5。裝配式板的構(gòu)造與整體式板相似,只是根據(jù)起吊能力在橫向?qū)鍎澐譃榘鍡l,在縱向也分成若干段,預(yù)制時預(yù)留接頭鋼筋,安裝就位后聯(lián)接接頭鋼筋。連續(xù)梁橫截面形式最好做成箱形截面。等截面連續(xù)梁的梁高約為跨徑的1/16一l/26。梁橋體系的選擇適合在開闊地帶,特別當(dāng)中央分隔帶可立橋墩時選擇該體系橋梁為佳。

(2)剛架體系

由于橋跨結(jié)構(gòu)和墩臺剛性連接,將在主梁端部產(chǎn)生負(fù)夸矩,并傳遞給墩臺,因而跨中截面高度比簡支板(梁)、連續(xù)梁更小,因此外形尺寸小、纖細(xì)、橋下凈空大,視野開闊,很適宜于跨線橋。適合于跨線橋的剛架體系有帶懸臂的門式直腿剛架(多用于開闊地區(qū)的人行橋)、斜腿剛架(多用于挖方路段),連續(xù)剛架等。主梁截面可作成板或箱梁等。主梁在縱向可做成等截面、等高變寬和變高度3種。變高度主梁的底緣形狀設(shè)計成曲線型、曲線型加直線型等。帶懸臂的門式剛架橋,跨中厚度與跨徑之比一般可取1左0一1乃5,支點厚度為跨中的1一2倍,懸臂長為中孔跨徑的0.2~0.5倍;斜腿剛架橋的邊跨通常為中跨的0.5倍左右。三跨或多跨連續(xù)剛架橋,邊孔一般為中孔的0.5一0.7倍左右,跨中梁高為跨徑的1/30一1/40;采用變截面時,支點梁商為跨中的1.2一2.5倍。

采用剛架體系橋梁,可取消中間墩,改善司乘條件,在挖方地帶,斜腿剛架可為首選橋型,斜腿對橋面形成簡潔而具有力感的支撐,斜腿對邊坡、路面、橋面之間的凈空形成通視良好而變化有序的分割,是該橋型的魅力所在(如圖5)。

(3)拱橋體系

拱橋不僅構(gòu)造簡單,外型美觀,而且能充分利用污工材料的抗壓性能,提高跨越能力。目前高速公路建設(shè)中較常采用有剛架拱、中下承式鋼筋混凝土拱、梁拱組合等輕型拱結(jié)構(gòu)形式。剛架拱的矢跨比一般為1/6一l/l0,主梁一般為變截面構(gòu)件,其下緣弧線可采用矢跨比為1/l6一1/20左右的二次拋物線或其他曲線,主腿可采用直桿或微曲桿。為改善拱片受力和美觀,主拱腿與主梁也可采用同一根曲線。中、下承式拱橋的主要承重構(gòu)件是兩個分離的拱肋,其拱軸線型一般采用懸鏈線或二次拋物線。拱肋的橫截面沿拱軸的變化規(guī)律可以為等截面或變截面。在中、下承式拱橋中,一般借加大拱肋矢高,減少水平推力,常采用矢跨一般在1/4~1刀范圍。從美觀和構(gòu)造要求,吊桿間距一般在4一10m范圍,吊桿等距離布置為好。拱橋以其優(yōu)美的曲線造型,一直備受人們的推崇與關(guān)注,當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件好,地形條件適合,應(yīng)首先考慮選擇拱橋體系的橋型。因為拱橋與環(huán)境的協(xié)調(diào)上,拱橋的風(fēng)格、功能與外形尺寸較之其他橋型優(yōu)越,拱橋的曲線外部形態(tài)和強烈的韻律感更符合人們的美感要求。

4結(jié)束語

在進行跨線橋設(shè)計時,在符合經(jīng)濟實用的原則下,應(yīng)該把對結(jié)構(gòu)的美化設(shè)計放在突出位置;在考慮結(jié)構(gòu)自身強度的同時,應(yīng)注重橋梁造型藝術(shù)。

結(jié)構(gòu)造型與各部位尺寸比例應(yīng)相互協(xié)調(diào),梁體結(jié)構(gòu)要舒展流暢,講究其線型,下部構(gòu)造要簡潔輕巧,通透性好。

高速公路中的跨線橋除注重本身橋型選擇與美學(xué)設(shè)計外,在一定的范圍內(nèi)這些跨線橋與路線之間已構(gòu)成了一個有機的集合體,因此在設(shè)計中還應(yīng)考慮各橋跨之間相互關(guān)系包括形狀、位置、橋型布置等,使之成為一個有機的整體統(tǒng)一。