景观桥中V形墩的选型与设计

5 8 桥梁结构 城 市道桥 与防洪 2 0 1 5 年 1 0 月第 1 O 期 景观桥中 V形墩的选型与设计 程京伟 刘铭 北京 市市 政工程 设计研 究 总院有 限公 司 北 京市 1 0 0 0 8 2 摘 要 以北京市 昌平 区温榆河景 观桥为背 景 对 V形 墩的选型 和分 析步骤进 行阐述 采用有 限元软件 MI D A S F E A建立 v形 墩的有限元实体模型 通过对 V形墩进行局部应力分析 掌握其受力特性和关键部位的应力状态 为同类工程的方案选型及结 构优化提供参考意见 关键 词 桥 梁 V形 墩 应力分 析 受力特 性 选型 中图分类 号 U 4 4 2 5 文 献标志 码 B 文章 编号 1 0 0 9 7 7 1 6 2 0 1 5 1 0 0 0 5 8 0 5 1 工 程概 况 鲁疃西路位于京承高速以西 北六环以南 南 起定泗路 北至顺于路西延 是 昌平区东部地 区一 条与京承高速平行的重要主干路 同时 鲁 疃西路 也是进 出未来科技城 的主要道路 该项 目的建设 实施对于完善昌平区北七家镇和未来科技城道路 交通系统 加快未来科技城的开发建设具有重要 意义 因此 跨温榆河景观桥是鲁疃西路工程 的重 要构筑物 鲁 疃西路跨 温榆河景 观桥工程 由主桥及 南 北引桥构成 桥梁全长 5 8 8 m 全宽 4 5 m 主桥采用 三跨连续梁拱组合桥 跨径布置为 5 4 1 8 0 5 4 2 8 8 m 见图 1 线加 圆曲线 从景观上分析 为了强调拱轴线的柔 美 采 用结构轻巧 线条流 畅的 V形墩柱 与异 型 拱桥进行搭配 更能突显其特殊的景观效果 如图 2所示 从结构设计 施工和美观等综合方面考虑 选 取 了斜腿倾角 4 0 并且 V形 墩斜腿外侧做 了 1 1 5 0 IT I 的半径曲线 保证拱肋的优美的线条能够 在下部结构上得以延伸 V形墩上的横系梁也做了 曲线化处理 使结构显得柔美 与周边湿地得到完 美的融合 如图 3 所示 墩柱是直接 承重构件 其重要性不言而喻 上 部结构直接作用在 V形墩顶面上 必然产生十分 严重的应力集中现象 因此需要对应力集中情况 进行研究 2 下部结构形式的比选 3 结构荷载作用 随着 社会 经济的发 展和人 民生活水平 的不 断 提高 在满足功能要求的同时 桥墩的造型 日 益丰 富 以满足人们对景观的要求 所 以下部结构 的选 型应该从功能和景观两方面考虑 在桥梁结构 中 桥墩是把上部结 构 以及车辆 或行人荷载作用有效传递到地基基础 的重要构 件 根据抗震计算 主梁通过减隔振支座与下部墩 柱连接 墩柱以承受垂直力为主 承担上部结构传 递的较大荷载 虽然河道没有通航要求 仍要考虑 流冰和漂浮物的撞击 从使用功能上分析 墩柱可 以采用重力墩的形式 该桥为三跨连续梁拱组合桥 拱轴线为抛物 收稿 日期 2 0 1 5 0 5 1 3 作者简介 程京伟 1 9 8 4 一 男 北京人 工程师 主要从事桥梁 设计 工作 鲁疃西路跨温榆河景观桥为三跨连续的梁拱 组合体系 体系外部为静定 无水平推力 该桥的 整体模型如图 4所示 该桥跨径较 大 桥位处 于地 震设 防烈度较 大 区域 若通过结构 自身构件强度 变形能力来抵 抗 地震力 在下部结构基础的设计上需付出极大的 代价 大大提高工程造价 该桥场地条件稳定 l 1 桥 墩为刚性 且桥梁基本周期短 具备采用隔震设计 的条件 通过动力时程分析结果 采用摩擦摆式减 隔震支座后 桥梁基本周期为原来的 2 7 5 倍 消耗 地震能量的 8 5 使得结