1、光谷体育中心旁拱桥设计方案1. 桥位地形与地貌：在我校光谷体育馆旁有一小湖，水深较浅，长宽约 200m*50m，是连接光谷体育馆与学校中心校区必须跨越的障碍。目前，在该小湖上修建的为钢筋混凝土连续梁弯桥，四跨（其中一跨在岸上） ，桥梁全长约 69m，桥宽约 10m，桥面距水面约 7.2m。在桥梁的一侧坐落我校光谷体育馆，另一侧为我校材料国家重点实验室，两现代化空间建筑在该桥两侧遥相呼应。2. 确定方案的原则：（1 ）安全可靠：该桥建设在学校内，主要是承受轻载交通，小汽车居多，但偶尔也会有重车通行，人流量较大，所设计的桥梁结构在强度和稳定性方面有足够的安全储备。该桥行人较多，为保证行人安全，护栏
2、和人行道设施应当适当加强。( 2)施工要求：所选桥型必须能够适应地形的特点, 满足有成熟施工经验、所需施工设备少、工艺简单, 以减少施工难度、根据实际该桥可以不考虑通航需求, 加快施工进度, 节省投资金额, 保证施工质量。( 3)造价要求。在满足施工要求的情况下, 所选桥型必须同时满足工程数量省、造价低、投资少、经济合理的要求。( 4)景观要求。所选桥型要美观而且能与周围环境协调一致。3. 桥型方案：方案一：单跨钢筋混凝土刚架拱桥：该钢筋混凝土刚架拱桥设计荷载采用城- B 级,以地面高程为桥梁设计高程，净跨径 50 m, 全长 66m, 桥面净宽 10m, 净矢高 6. 25 m, 拱肋轴线采
3、用悬链线，矢跨比 1/ 8 拱轴系数 1.4, 桥型布置见图。图 1：桥型布置图图 2.桥梁效果图方案二：三跨连续上承式混凝土肋拱桥：三跨连续上承式混凝土肋拱桥设计荷载采用城- B级,以地面高程为桥梁设计高程。桥梁全长 70m，跨径组合为 14+30+14=58m，桥面宽 10m。主跨矢高 5m，拱肋轴线采用二次抛物线，矢跨比 1/ 8 拱轴系数 1.5，边跨矢高 2.33m，拱肋轴线采用二次抛物线，矢跨比 1/ 6 拱轴系数 1.5。主跨采用分离的双幅双肋拱，边跨采用双肋式。图 1.桥型布置图图 2.桥梁效果图方案三：下承式钢筋混凝土拱桥：下承式钢筋混凝土拱桥设计荷载采用城- B 级,以地面
4、高程为桥梁设计高程。桥梁总长 65m，净跨径 50m，系梁与拱肋平行，桥面宽 10m。矢高10m，拱肋轴线采用悬链线，矢跨比 1/ 5 拱轴系数 1.5。两个分离式拱肋使用钢筋混凝土材料拱顶肋高取 1.3m，使用竖直吊杆。图 1.桥型布置图图 2.桥梁效果图四方案对比与结论：1.安全可靠：该桥主要承受轻载交通和人群荷载，按照相关规范进行设计，上述的三种方案均能满足安全可靠的要求。在使用过程中，按以往的相关经验，钢筋混凝土刚架拱桥在主拱腿、次拱腿和主节点、次节点处有弯矩的存在，由恒载和活载长期反复交替作用而造成混凝土内拉应力值较大,超出其极限抗拉强度, 导致开裂在使用一段时间后容易开裂，须及时对
5、病害进行处理。下承式钢筋混凝土拱桥由于钢筋的锈蚀可能会使吊杆失效，在过去发生过相关的事故，损失惨重，故应定期对桥梁的吊杆进行检查以防止相关事故的发生。但由于该桥在校园内，主要承受轻载交通和人群荷载，相关病害会相对较轻。从这一点出发，这三种方案都能符合要求。2.施工要求： 从施工难度和施工工期来进行考虑：方案一修建钢筋混凝土刚架拱桥时，可以采用预制安装的方法施工，节约工期、减少场地的使用，对地基的要求较小，施工难度较少。方案二修建三跨连续混凝土肋拱桥时，由于湖较小、水深较浅，可以考虑将谁抽干后使用搭支架施工法来节约造价。但由于多孔的存在，对施工要求的精度较高，施工难度较大，工期也相对较长。方案三
6、修建下承式钢筋混凝土拱桥一般采用在双铰钢拱架上采用就地浇筑法进行施工，相对于前两种方案，其施工难度最大，工期也较长。综上所述，施工难度：方案三方案二方案一施工工期：方案三方案二方案一3.造价要求：方案一：刚架拱桥属于有推力的高次超静定结构，具有构件少、质量轻、整体性好、刚度大、造价低等优点，可在软土地基上修建，在跨径为 2570m 的桥梁中具有经济优势，但在后期须对产生的相关病害进行治理。方案二：多跨连续混凝土肋拱桥，由于使用混凝土材料，耐久性较好。但对基础的要求相对较高，跨数的增加，使得其造价也相对较高，但后期维护费用相对较少。方案三：下承式钢筋混凝土拱桥适用于中、大跨径的桥梁，在跨径为 9
7、0130m 的桥梁中可以作为比选方案。在该处修建花费较高，不是很合理。另外，该方案的后期维护费用也较高。综上所述，造价：方案一方案二方案三4.景观要求：方案一：刚架拱桥充分结合了刚架桥与拱桥的优点,其中斜腿刚架由朴实的直线组成的梁和斜腿构成,简洁、坚固、而有力, 具有动感,集中体现了以最少的构件组成简单的桥型这一基本的美学原理，彰显着华中大的简洁、干练的作风。再从仿生学角度看,斜腿刚架形似奔跑中的动物,给人凌空感腾越感和生命感。它所呈现出简练挺拔和刚劲有力的外在形态,给人的形态感情带有“刚、硬”的形象，象征着华中大不断追求、不断超越的拼搏精神。刚架拱桥中的拱圈则显示曲线自然、柔美、弹性、流畅与
8、活泼的形态特征,其优美的姿态中潜藏着力的动感和跨越感,给人以形态感情总带有“阴、柔”的形象，显示着华中大包容万象的广阔胸襟。刚架拱综合了梁和拱在造型形态上各自特点和优势,将梁的简练、挺拔、刚劲和拱的柔美协调地结合起来,形成刚柔相济而简洁明快的造型特点,赋予人简练、舒畅、有力而又柔和亲切的形态感情。在该处修建刚架拱桥，可以与周边环境融为一体、浑然天成。方案二：多跨连续拱桥讲究对称和协调，适当的比例能给人视觉上的美感。拱桥的动势表现在拱的优美弧线上, 清新悦目气质典雅, 优美动人。在跨与跨之间的曲线外形起伏韵律与渐变韵律使体型组合和细部处理起伏生动，形成丰富的韵律感。另外，该处拱桥还可以进行景观设
9、计，将其打造成具有古典建筑特色的桥梁，添加其特有的构造元素，为桥梁的造型增添了几分神秘感和观赏性。如栏杆、桥廊、桥亭、楹联、石碑、望柱、抱鼓石、美人靠等建筑设施的美化加工，对桥梁的美观有着不可替代的作用，同时也为文人雅士、能工巧匠在桥饰上一展身手提供了用武之地桥环相协，人文并重。同时注重桥型与区位规划的相互协调，使之形成“景中有桥，桥中有景”的立体画面。细节上，针对栏杆、栏板、望柱，桥头、桥台、桥身等装饰，在“以人为本，注重地域文化”的前提下进行方案的选择，并加以设计。营造出具有历史文化底蕴特色的江南古典园林式城市氛围。与周围光谷体育馆和材料国家重点实验室等现代化的建筑遥相呼应，形成一种古典与现代融合的氛围。方案三：下承式拱桥，其吊杆平行分布，由两边向中间逐渐变长，连续变化，具有极强的连续韵律感。作为城市的系杆拱桥，因通过对称来表达规律性并引发平稳安定的情感。系杆拱桥的对称主要有其在平面上沿桥面中心线的镜面对称，又有其在侧面时沿拱轴线的镜像对称，同时其立面上的镜面对称，不但简化了设计和施工，也体现了庄重和和谐的审美形态。综上所述，三种方案在景观上都各具特色、难分伯仲。但就个人审美而言，我更倾向于刚架拱桥方案。5.最后结论：在上述拱桥方案中，方案一的刚架拱桥在施工要求、造价和景观方面更具有优势，应优先考虑。
