1、 - 1 - 第 七 届北京市大学生建筑结构设计竞赛 B 组赛组（桥梁方向） 一 .题目 北京市自行车专用路跨京藏高速高架桥 设计 二 .设计资料 （一）工程概况 1.具体交通需求 为解决回龙观地区非机动车出行不便问题，北京市拟建一条自行车专用路。该专用路与京藏高速相交，采用立体交叉形式上跨京藏高速。在京藏高速东西两侧辅路设有人行梯道，保障拟建自行车专用路与现况京藏高速辅路非机动车系统及行人道实现交通跨越。 沿着京藏高速路纵向 240 米范围内，共有 5 座跨京藏高速路的高架桥（ 2 座已建， 2 座待建， 1 座本桥），跨京藏高架桥作为此区域从北向 进京的第一座桥，形成标 志 。 图 2-1
2、-1 拟建高架桥平面图 - 2 - 图 2-1-2 拟建高架桥道路纵断面 2.跨越线路需求 -京藏高速 京藏高速主路按高速公路标准建设，计算车速为 100km/h，双幅路形式，三上三下六车道，中间分隔带宽度 2.5m，西侧主路横断面形式为： 0.5m 路缘带 +3 3.75m 车行道 +3m 硬路肩（含 0.5m 路缘带） +0.75m 土路肩，宽度为 15.5m。京藏高速辅路在主路两侧布置，为单向3 车道，横断面形式为 1.0m 检修步道 +0.25m 路缘带 +3 3.25m 机动车道 +2.5m 非机动车道+1.5m 人行道。 京藏高速现状照片 道路等级、规划红线、规划断面、节点形式等见
3、下表： 序号 道路名称 等级 红线宽度（ m） 规划断面 主要节点形式 是否实现规划 1 京藏高速 高速公路 80 四幅路 立交 是 - 3 - 图 2 拟跨越线路具体情况 （二）拟建场地工程地质条件 1 地形、地貌及地物概述 本工程场地地貌属温榆河冲洪积扇的中部。地形较平坦，钻孔地面标高在 42.64 44.88m之间。 根据本次钻探野外描述、原位测试及室内土工试验成果，按土的岩性及工程特性将地层划分为 11 大层，其中层 土为人工填土层， 层土为第四纪沉积土层。 现自上而下分述如下： 2.2.1 人工填土层 a.素填土 :黄褐色，稍湿湿，稍密，具中压缩性。主要成分为粉质黏土、粉土，含少量砖
4、渣、碎石。本层厚度为 0.70 4.00m，层底标高为 40.71 43.21m。 b.杂填土 1:杂色，稍湿，松散稍密。主要由砖块、灰渣、碎石等组成。本层厚度为 0.30 4.00m。 2.2.2 第四纪沉积土层 a.粉土：褐黄色，稍湿湿，中密密实。含云母片、氧化铁条纹，夹粉质黏土 1、黏土 2 薄层或透镜体。本层厚度为 2.00 6.20m，层底标高为 36.57 39.89m。 b.粉质黏土 1：褐黄色，可塑，具中压缩性高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 0.40 2.70m。 c.黏土 2：褐黄色，可塑，局部软塑，具中压缩性高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚- 4 - 度为 0.30 3.
5、00m。 d.粉质黏土：灰色，局部褐黄色，可塑，局部软塑，具中压缩性。含氧化铁条纹，夹粉土 1、黏土 2 薄层或透镜体。本层厚度为 1.20 8.60m，层底标高为 31.10 37.69m。 e.粉土 1：灰色，局部褐黄色，湿，中密密实。含云 母片和氧化铁条纹。本层厚度为 0.40 4.30m。 f.黏土 2：灰色，局部褐黄色，可塑，具中压缩性高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 1.00 4.10m。 g.细中砂：褐黄色，潮湿饱和，中密密实。成分以长石、石英为主，夹粉质黏土 1、黏土 2 薄层或透镜体，局部夹粉砂薄层。本层厚度为 0.30 3.80m， 层底标高为 29.04 34.17m。
6、 h.粉质黏土 1：褐黄色，可塑，具中压缩性。含氧化铁条纹。本层仅在 16#钻孔揭露，厚度为 2.50m。 i.黏土 2：褐黄色，软塑，具高压缩性。含氧 化铁条纹。本层厚度为 0.50 1.00m。 j.粉质黏土：褐黄色，可塑，局部硬塑，具中压缩性。含氧化铁条纹，夹黏土 1、粉土 2 及粉细砂 3 薄层或透镜体。本层厚度为 2.00 6.50m，层底标高为 24.27 28.92m。 k.黏土 1：褐黄色，软塑可塑，具中压缩性高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 0.70 3.00m。 l.粉土 2：褐黄色，稍湿湿，密实。含云母片和氧化铁条纹。本层厚度为 0.90 3.00m。 m.粉细砂 3：
7、褐黄色，饱和，密实。成分以长石、石英为主。本层仅在 11#钻 孔揭露，厚度为 0.90m。 n.细中砂：褐黄色，饱和，密实。成分以长石、石英为主，夹粉质黏土 1、黏土 2及粉土 3 薄层或透镜体，局部夹粉砂薄层。本层厚度为 0.60 8.80m，层底标高为 19.4426.32m。 o.粉质黏土 1：褐黄色，可塑，具中压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 0.60 1.10m。 p.黏土 2：褐黄色，可塑，局部软塑，具中压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 1.105.50m。 q.粉土 3：褐黄色，稍湿湿，密实。含云母片和氧化铁条纹。本层厚度为 1.00 4.20m。 r.粉土：灰色，稍湿湿，中密密
8、实。含云母片和氧化铁条纹，夹粉质黏土 1、黏土 2 及粉细砂 3 薄层或透镜体。本层厚度为 9.00 14.60m，层底标高为 7.64 13.88m。 s.粉质黏土 1：灰色，可塑，局部软塑，具中压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 0.308.80m。 - 5 - t.黏土 2：灰色，可塑，局部软塑，具中压缩性高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 1.00 4.10m。 u.粉细砂 3：灰色，饱和，密实。成分以长石、石英为主。本层厚度为 0.30 3.20m。 v.粉细砂：褐黄色 ，饱和，密实。成分以长石、石英为主，夹粉质黏土 1、粉土 2 及黏土 3 薄层或透镜体。本层厚度为 1.20 8.0
9、0m，层底标高为 4.25 8.09m。 w.粉质黏土 1：褐黄色，局部灰色，可塑，具中压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 0.301.70m。 x.粉土 2：褐黄色，湿，中密密实。含云母片和氧化铁条纹。本层厚度为 1.00 1.50m。 y.黏土 3：褐黄色，可塑，具中压缩性高压缩性。含氧化铁条纹。本层仅在 44#钻孔揭露，厚度为 1.50m。 z.粉质黏土：褐黄色，可塑，局部软塑，具中 压缩性。含氧化铁条纹，夹黏土 1、粉土 2 及粉细砂 3 薄层或透镜体。本层厚度为 2.10 14.40m，层底标高为 -7.10 -2.02m。 aa.黏土 1：褐黄色，可塑，局部软塑，具中压缩性。含氧化铁
10、条纹。本层厚度为 0.405.00m。 ab.粉土 2：褐黄色，稍湿湿，密实。含云母片和氧化铁条纹。本层厚度为 0.80 5.00m。 ac.粉细砂 3：褐黄色，饱和，密实。成分以长石、石英为主。本层厚度为 0.50 5.70m。 ad.细砂 ：褐黄色，饱和，密实。成分以长石、石英为主，夹粉质黏土 -1、 黏土-2 及粉土 -3 薄层或透镜体。本层厚度为 0.30 17.60m，层底标高为 -23.85 -5.84m。 ae.粉质黏土 -1：褐黄色，可塑硬塑，具中压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 1.007.50m。 af.黏土 -2：褐黄色，可塑硬塑，具中压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 0
11、.601.70m。 ag.粉土 -3：褐黄色，稍湿，密实。含云母片和氧化铁条纹。本层厚度为 0.40 2.80m。 ah.粉质黏土 ：褐黄色，可塑，具中压缩性。含氧化铁条纹。本层最大揭露厚度为 6.60m，层底标高低 于 -26.50m。 以上各地基土层物理力学性质指标统计结果详见表 3-1 和 3-2。地质勘察报告主要结论见后。- 6 - 表 2-2-1:地 层 岩 性 及 土 的 物 理 力 学 性 质 综 合 统 计 表 工程名称 : 北京市自行车专用路跨京藏高速高架桥设计 工程编号 : 2018 - 7 - 地勘主要结论： 拟建场地无不良地质作用。属稳定场地，适宜本工程建设。除人工填土
12、层外，无其他特殊性岩土。场地地基土层属同一地质单元，地层成层条件较好，属均匀地 基。根据钻探、原位测试及室内土工试验成果，除人工填土层不应作地基持力层外，其余各土层均可作地基持力层，各土层按公路桥涵地基与基础设计规范（ JTGD63-2007）确定的承载力基本容许值 a0f和钻孔桩桩侧土的摩阻力标准值 qik 可按下表所列数值采用，天然土基回弹模量 E0 可按 35.0MPa 采用。 8 （三）水文地质条件概述 本场地内观测到三层地下水，第一层地下水类型为上层滞水，其稳定水位埋深为 2.604.80m，水位标高为 37.84 41.09m；第二层地下水类型为潜水，其稳定水位埋深为 8.5011
13、.90m，水位标高为 32.29 35.25m；第三层地下水类型为层间潜水，其稳定水位埋深为13.70 17.40m，水位标高为 26.82 30.49m。 场地历年最高地下水位，近 3 5年最高地下水位标高可按 40.00m考虑（不包括上层滞水）。场地各层地下水对混凝土结构均具微腐蚀性，第一、二层地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，第三层地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。 本场地地基土对混凝土结构和对钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性。 （四）工程抗震设计基本条件 1 地震影响基本参数 根据中国地震动参数区划图（ GB 18306-2001），拟建场地的地震动峰值加速度为 0.
14、20g，该地震动峰值加速度所对应的地震基本烈度为度。根据建筑抗震设计规范（ GB 50011-2011），拟建场地抗震设防烈度为 8 度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为 0.20g。 2 场地类别 根据公路桥梁抗震设计细则（ JTG/T B02-01-2008）第 4.1.6 条、第 4.1.7 条的规定，根据本次勘察在 11#、 16#及 40#钻孔进行的钻孔波速测试结果（见波速测试成果图），拟建场地自然地面以下 20.00m 深度内土层的平均剪切波速 Vse 为 194 198m/s，因场地覆盖层厚度大于 50m，按公路桥梁抗震设计细则（ JTG/TB02-01-2008）判
15、定，拟建桥梁工程场地类别属于类。 3 地震液化判别 根据本次勘察 11#、 23#和 41#钻孔进行的标准贯入试验数据及黏粒含量， 地下水位深度 dw 按历年最高地下水水位（自然地面）取值，按公路桥梁抗震设计细则（ JTG/T B02-01-2008）判定，在地震烈度为 8 度时，本场地地基土不液化。场地属对公路桥梁抗震不利地段。 （五）技术标准 1.桥长要求：跨京藏高架桥仅需跨越京藏高速，桥长可适当调整，但不得过长或过短。 2.宽度要求：跨京藏高架桥桥面需满足：自行车道净宽 6 米 +人行通道净宽 3.5 米 （人行道 集中 设置于道路南侧） 。 3.设计荷载：人群荷载 5.0kPa；城 -
16、B 级 (车道荷载效应乘以 0.6 的折减系数，车辆荷9 载效应乘以 0.5 的 折减系数 )。 4.桥下净空：京藏高速路 5.0m ；地方道路 4.5m 。 5.抗震设防：桥梁抗震设防分类为甲类；地震基本烈度为 8 度。 6.安全等级：一级。 7.设计基准期： 100 年。 8.环境类别：承台及以上结构为类，承台以下为类。 9.设计车速： 15km/h。 10.投资造价： 工程建安费按不超过 1500 万估算。 （ 六 ）设计依据 1.城市桥梁设计规范（ CJJ 11-2011）； 2.城市人行天桥与人行地道技术规范（ CJJ 69-95）； 3.城市桥梁抗震设计规范（ CJJ 166-20
17、11）； 4.钢结构设计规范（ GB 50017-2003）； 5.城市桥梁养护技术规范（ CJJ99-2003 J281-2003）； 6.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-2015)。 7.公路工程技术标准（ JTG B01-2003）； 8.公路桥涵设计通用规范（ JTG D60-2015）； 9.公路工程结构可靠度设计统一标准（ GB/T50283-1999）； 10.公路 钢结构桥梁设计规范 （ JTG D64-2015）； 11.公路 钢管混凝土拱桥设计规范 （ JTG-T D65-06-2015）； 12.公路桥涵地基与基础设计规范（ JTG D63-2
18、007）； 13.公路工程抗震规范（ JTG B02-2013）； 14.公路桥梁抗震设计细则（ JTG/T B02-01-2008）； 15.公路桥梁抗风设计规范 （ JTG-T D60-01-2004）； 16.公路桥梁伸缩装置 （ JT-T 327-2004）； 17.公路工程水文勘测设计规范（ JTGC30-2002）； 18.公路工程地质勘察规范 (JTG C20-2011) 19.公路桥梁钢结构 防腐涂装技术条件（ JT/T 722-2008）； 20.道路交通标志和标线（ GB5768 2009）； 21.工程建设强制性条文； 10三 .作品设计要求 （一） 总体要求 本次比赛桥
19、长不做严格限制，但应满足跨越京藏高速的基本需求。建筑设计时需考虑本工程为大型公共建筑周边的室外景观桥，桥梁的建筑艺术应与周围建筑景观协调。主体结构的造型要简洁明快通透，附属结构（栏杆、照明等）要兼具美观与实用性。完整的说明书内容如下：外型设计的建筑风格，桥梁外部装饰特点，桥梁与周围环境的协调性。 为保证评委有充分的时间进行 桥梁方案的审定，请各位在正式比赛前一周，提交建筑设计说明书、结构设计说明书 PDF版（最终版），参赛当天结构方案、结构形式、重要结构计算不允许有较大的改动，建筑设计说明书、结构设计说明书允许有少量的文字修改。 （ 二 ）建筑设计内容 1.方案比选： 考虑桥梁的建筑艺术应与周
20、围自然景观协调，根据经济、安全、美观、实用的原则综合考虑，选择 23个桥型方案，从造价、工期、施工难易度、耐久性、建筑效果、环境保护等各方面综合比较，确定推荐方案 。 2编写建筑设计说明书 针对推荐方案，确定主体结构，主体结构的造型要简洁明快通 透，附属结构（栏杆、照明等）要兼具美观与实用性。完整的说明书内容如下：外型设计的建筑风格，桥梁外部装饰特点，桥梁与周围环境的协调性。 3绘制建筑方案图 包括方案总平面图（包括周围环境）、桥梁平面图、立面图、剖面图。 4绘制效果图 根据拟定的设计资料，制作效果图 5. 制作 虚拟现实动画 根据题目拟定的设计资料，虚拟现实动画，突出桥梁 与周边 环境 氛围 的协调。 （ 三 ）结构设计内容 1确定拟建桥梁结构体系，传力途径等。 2选择建筑材料：自行选择建筑材料，鼓励采用新型建筑材料。 3拟定结构主要尺寸，如上部结构 的截面形式、下部结构类型等。 4进行桥梁的荷载组合、内力计算。 5进行结构设计。 重点针对上部结构的强度、刚度、稳定性要求进行设计，基础可只估算竖向承载力。
