兰州市雁滩南河道桥梁工程设计方案说明.doc

兰州市雁滩南河道桥梁工程设计方案说明 九曲黄河穿兰州城而过，南河道是偎依在黄河南岸的一条女儿河，同时她又是一条生态河、景观河、文化河。在构建和谐社会的大背景下提出来综合治理南河道，使南河道重获新生。桥梁是河道的灵魂。桥梁是城市的名片。桥梁代表城市的品位。中国的桥梁有着悠久的历史，我国记载最早的桥梁始建于史记.周本纪，所记载的桥梁在公元前1122年的商末周初时期。公元前3世纪四川已有竹索桥，公元前2世纪陕西已有铁链桥。兰州是中国著名的桥乡，雷坛河握桥、中山铁桥、城关黄河大桥等都在中国桥梁史上有着重要地位。南河道蜿蜒委蛇，萦绕在黄河边，拱式桥以其曲美的造型，独特的表现形式成为南河道桥梁造型的首选。引言桥，英文：bridge。桥是一种架空的人造通道。由上部结构和下部结构两部分组成。上部结构包括桥身和桥面；下部结构包括桥墩、桥台和基础。它们高悬低卧，形态万千，有的雄距山岙野岭，古朴雅致；有的跨越岩壑溪间，山川增辉；有的坐落闹市通衢，造型奇巧；有的一桥多用，巧夺天工。不管风吹雨淋，无论酷暑严冬，它们总是默默无闻地为广大的行人、车马跨江过河，飞津济渡。说文解字段玉裁的注释为：“梁之字，用木跨水，今之桥也。”第一章 概述兰州市雁滩南河道综合治理工程西起雁滩滩尖子水车博览园，东至雁儿湾草地公园东南角，河道长8240米，综合治理工程规划用地面积439.30公顷，其中河道及边坡用地43.26公顷，道路用地43.97公顷，绿化及景观用地220.00公顷，再开发用地130公顷。雁滩南河道综合治理工程由河道疏浚、引水防洪、截污管道、路桥码头、景观绿化、湿地公园、灯光音乐、综合开发等八大工程组成。雁滩南河道综合治理工程是兰州市委市政府在新一轮城市基础设施建设中提出的一项和谐社会的民心工程，是一项庞大的系统工程，是贯彻科学发展观和“发展抓项目”，有效改善人居环境的重大举措。综合治理要突出水环境和生态绿化景观，以拆迁征地为保障，以清淤疏浚为突破口，以截污工程为重点，以完善路桥为基础，确保防洪安全，根除南河恶臭，改善人居环境，达到“通、流、绿、美”。桥梁工程是雁滩南河道综合治理工程中的重要组成部分，它不仅解决河道两岸的交通需要和居民出行，还对整个南河道的景观起到点缀作用，更加突出河道景观的立体美感。雁滩南河道沿线目前已有桥梁13座,其中人行桥5座(2座临时人行桥梁)。根据道路交通规划需建交通性桥梁4座：由西向东依次为604#路桥、606-2#路桥、601-3#路桥、5#桥（610路）；根据游览需要改建或新建人行桥梁3座：依次为商检便民桥、海慧桥和348-4#路桥。第二章 设计依据第一节 桥位本次方案设计的四座交通性桥梁的桥位选择主要是依据兰州市道路网规划、与其相衔接的道路走向确定，人行桥梁的桥位主要是经过实地调查，选择居民出行比较密集的地段。各桥位处河道两岸高差不大，基本保持在同一高程。第二节 气象水文兰州地处我国季风气候边缘地带，属温带半干旱大陆性季风气候，温差大，干湿季分明，具有降水集中，暴雨次数多等特征，年平均湿度为58.3%，雨季一般在七九月份，年平均降雨量为337.1毫米。市区年平均气温9.3，一月最冷平均气温-6.7；七月最热平均气温22.6。土壤冻结深度为0.81.2米，一般11月中旬开始冻结，次年3月中旬全部融化。黄河进入兰州市区形成西固、安宁和城关三大盆地，其中城关盆地北侧形成了河网交叉的绿洲，这块绿洲又被黄河数条小岔河纵横交错分割，形成东十八家滩。这块绿洲早先无人居住，草木茂盛，岔河、沼泽相间，鱼儿畅游、水禽栖息，环境幽雅。明末清初，随着兰州人口的增长，绿洲渐渐有人耕种。种种以姓氏得名的夹河滩地名，就是当年开发者聚族而居的历史印迹。雁滩地区黄河北河道流经盐场堡、白道沟，依山傍崖向东蜿蜒而去。南河道则经段家滩、范家湾、曹家湾、傅家湾、方家湾向东流走。南河道，本名教场河，因东教场而得名，东教场是明清以来的军营及演武场。二十世纪六十年代以前，南河道最宽处200余米，常年流水，枯水期最小流量800多立方米/秒，丰水期最大流量2000立方米/秒。1968年，雁滩“农业学大寨”与河争地，提出了“闸南河治理水患，垫河滩新增良田”的方案，从雁滩滩尖子到鸭嘴滩修起了一座长200米，高7米的土石大堤，迫使黄河水全部流入北河道，南河道仅留宽约10米左右的河沟，导致河道不通不流。1980年以后，南河道的两侧及雁滩地区大规模的开发建设，使大量的生活和工业污水直接排入南河道，使南河道变臭。此后人为的乱填乱建使南河道成为又臭又脏的“龙须沟”。第三节 工程地质情况1、地层结构河道沿线地层结构较为简单，上部为第四系全新统碎屑沉积物，包括填土、淤泥质粉土、淤泥、粉土、圆砾和卵石等。下部为第三系砂岩。现就钻探揭示各地层岩性自上而下分述如下： 素填土（q4ml）：褐黄色，粉土为主，夹碎石、卵石、角砾等。人工堆填而成，厚度0.304.40米，稍密-中密，稍湿-湿-饱和。 杂填土（q4ml）：褐黄色，粉土、砖块、碎石、建筑垃圾和生活垃圾为主。人工堆填而成，厚度1.909.50米，稍密-中密，稍湿-湿-饱和。 淤泥质粉土（q4al）：灰黑色，粉粒为主，夹粘土薄层，具腥臭味。冲积形成，厚度0.607.10米，稍密-中密，饱和。 淤泥（q4al）：黄褐色灰黑色，粉粒为主，含碎石、垃圾。冲积形成，厚度0.203.80米，稍密-中密，饱和。 粉土（q4al）：褐黄色，粉粒为主，土质较纯，具虫孔、孔隙，含植物根须。冲积形成。厚度0.904.90米，稍密-中密，稍湿-湿-饱和。 圆砾（q4al）：青灰色，主要成份花岗岩、片麻岩等。只在规划412号路和608号路之间段出现，冲积形成。厚度2.402.90米，稍密-中密，含水。 卵石（q4al）：青灰色，主要成份花岗岩、砂岩、片麻岩等。卵石的磨圆度好，球度较差，呈亚圆形，石质坚硬，骨架颗粒约占60%以上，混砂充填，冲积形成。稍密-中密，稍湿-含水。2、地下水河道沿线地下水埋藏于上部土层和下部卵石层中，卵石为强透水层。勘察期间地下水位埋深0.905.60米，水位标高变化于1509.521507.06米之间，属阶地潜水类型。地下水主要受大气降水、黄河河水补给，从西南向东北方向汇入黄河。水位随季节变化，一般冬、春季较低，夏、秋季较高，水位变化幅度一般为1.0米。经水质分析，地下水对普通水泥具有强结晶类腐蚀，对抗硫酸盐水泥无腐蚀。3、工程地质评价工程场地地基稳定，兰州地区基本地震烈度为8度，工程场地地处黄河南（右）岸一级和二级阶地上，属建筑抗震有利地段。第四节 主要技术规范及规程（1）城市道路设计规范（cjj37-90）（2）城市桥梁设计准则（cjj11-93）（3）公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）（4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（jtg d62-2004）（5）公路桥涵地基与基础设计规范（jtj024-85）（6）公路工程抗震设计规范（jtj004-89）（7）公路桥涵施工技术规范（jtj041-2000）（8）城市桥梁设计荷载标准（cjj 77-98）第五节 主要技术标准1、荷载标准：交通性桥梁汽车城-a级，人行桥4千牛/平方米。2、设计洪水： q=100立方米/秒。3、地震基本烈度：8度。第三章 方案构思第一节 桥型选择 中国山川众多、江河纵横，是个桥梁大国，在古代无论是建桥技术，还是桥梁数量都处于世界领先地位。千百年来，桥梁早已成为人们社会生活中不可缺少的组成部分。桥梁，是一个为全社会服务的公益性建筑，更是一座城市的雕塑，是城市经济、文化发展的里程碑。近年来，兰州市的桥梁建设取得了巨大的成绩，从有百年历史的中山铁桥，到气势宏伟的钢管拱桥，再到现代化的矮塔立交桥，以及大跨度的连续梁桥，极大的提高了城市品位，提升了城市形象。本次方案设计的桥梁位于兰州市雁滩南河道上。雁滩南河道综合治理工程是一项庞大的系统性综合治理工程，桥梁工程是雁滩南河道综合治理工程中的重要组成部分，它不仅解决河道两岸的交通需要和居民出行，还对整个南河道的景观起到点缀作用，更加突出河道景观的立体美感。雁滩南河道8.24公里范围内目前已建成规划的永久性桥梁11座，其中交通性桥梁8座，人行桥梁3座。根据规划，还需修建交通性桥梁4座，改建或新建人行桥梁3座。雁滩南河道与兰州的历史、城市的演变息息相关，她承载着兰州人的回忆和梦想，昔日的田园风光已被城市建设的步伐淹没。南河道综合治理工程的规划目标是：将南河道建设成为以“历史、环境、文化”为主题的亲民河、休闲河、风景河，使她成为依偎在母亲河畔的女儿河，成为百里黄河风情线的支线。桥梁美学昔称桥梁建筑艺术，为建筑美学的一个分支，桥梁作为公共建筑，其自身的实用性和艺术性极大地影响并改变着人类的生活环境，既是人类宝贵的物质财富，也是重要的精神财富。南河道河道宽从上游20米至下游90米不等，跨越南河道的桥梁均为中小跨径，因此必须从桥梁的结构型式上进行选择。桥梁结构有梁式桥、拱式桥、刚构桥、悬索桥、斜拉桥。雁滩南河道桥梁的建设要达到“一桥一景”的效果，适宜各种大小跨径而又造型美观的拱式桥往往成为首选桥型，它优美的弧线，本身展现结构美学，并在河道中形成优美的倒影，极具艺术性。第二节 方案设计指导思想拱式桥，根据其构造情况以及拱圈的圆弧和排列形式可分为：陡徒和坦拱式拱桥、异形拱和圆拱式拱桥、连拱和固端式拱桥，单孔和多孔式拱桥、实腹和空腹式拱桥，以及虹桥等等。其拱券的圆弧则有半圆、马蹄、全圆、锅底、蛋圆、椭圆、抛物线及折线等形式，排列形式则有并列和横联两种，其中横联式应用最多，并派生出镶边横联圈和框式横联圈两种。拱式桥是一种既古老又年轻的桥梁型式。古代人类在拱桥的修建方面就已经达到很高的造诣。到了今天，伴随着科学技术的进步，拱桥仍保持着旺盛的活力。如果说古代拱桥的千姿百态，风姿绰约，主要表现在拱轴曲线造型上的变化，那么当代拱桥样式的绚烂多姿，繁花似锦，更表现在结构形式与构筑方法的丰富多彩上。拱桥以其独特的表现形式，既有民族与地方的乡土特色，又有现代潮流的气息。因此，以拱式桥作为南河道上桥梁的首选是符合南河道景观建设的需要。综合以上因素，本次方案设计的指导思想是：（1）技术上是先进的、可行的；（2）经济上是合理的、节省的；（3）景观上是壮丽的、曲美的；（4）施工上是便利的、快速的。第四章 方案设计第一节 现有桥梁分析雁滩南河道沿线已建成桥梁13座。其中交通性桥梁8座，人行桥梁5座。（1）水车博览园握桥：该桥为公园内的一座人行桥，仿照原兰州市“老八景”握桥建造，跨径20米，桥宽3米，桥上设仿古栏杆及走廊。（2）雁滩渠首桥：该桥为雁滩南河道由西向东方向上第一座交通性桥梁，为一跨斜跨径30米的简支t梁，与南河道斜交角30度，采用型钢栏杆。（3）夏园桥：该桥为一座连接夏园与雁滩公园的一座人行桥，为一孔净跨径18米的钢筋混凝土拱桥，桥宽4米，采用大理石栏杆。（4）雁滩桥：该桥为主干道天水北路跨越南河道的一座桥梁，桥宽42米，两侧采用预应力混凝土简支t梁，桥上采用型钢栏杆。（5）2桥：该桥为一孔净跨径18米的钢筋混凝土空腹式拱桥，（6）商检便民桥：简易的钢桁架上铺钢板，桥面宽仅1.2米，仅能容一人通行。该桥本次设计拟拆除重建。（7）海慧桥：海慧桥结构形式与商检便民桥完全相同，本次拟拆除重建。（8）批发市场桥：批发市场桥是联系东湖批发市场与张苏滩批发市场的一座人行桥，可以通行小汽车。该桥为一跨预应力混凝土简支梁桥，桥宽7米，采用钢栏杆。（9）3桥：该桥为雁滩606-1路跨越南河道的一座桥梁，桥宽18米。上部结构采用一跨预应力混凝土简支梁桥，采用钢筋混凝土栏杆。（10）3-1桥：该桥为雁滩606-3路跨越南河道的一座桥梁，桥宽23米。上部结构采用一跨预应力混凝土简支梁桥，采用钢筋混凝土栏杆。（11）三易花园桥：该桥为一座预应力混凝土简支梁桥，桥宽14米。采用大理石栏杆。（12）4桥：该桥为主干道608路跨越南河道的一座桥梁，桥宽50米，采用一跨25米的预应力混凝土简支板梁，桥上采用钢混凝土组合栏杆。（13）312国道高速公路桥：该桥采用三跨预应力混凝土连续箱梁，为高速公路专用桥梁，与地面及南河道两侧道路无交通联系。从现有跨越南河道的13座桥梁来看，永久性桥梁11座，其中握桥1座，拱桥2座，简支梁桥7座，连续梁桥1座；临时性桁架桥梁2座。本次方案设计拟拆除2座人行桥，进行重建。第二节 拟建桥梁方案设计一方案构思南河道是依偎在母亲河畔的女儿河，是黄河风情线的支线。黄河大桥要表现的是母亲河的壮丽雄伟，南河道桥则要展现出一种纤美、轻巧。根据这个思路，我们对南河道拟建桥梁进行分析。1、604#路桥（古韵新姿）604路南河道桥是一座交通性桥梁。该处南河道下底宽12米，上口宽18米，自然地形为南高北低。桥梁纵坡1.56。推荐采用上承式的桁架拱桥。桥梁总宽22米，其中车行道16米，两边人行道各3.0米。净跨径15米，矢跨比1：9.5。栏杆采用钢栏杆。该桥的特点是：结构轻巧，简洁明快，采用钢结构构件，充满现代气息。2、商检便民桥（虹桥凌波）该桥梁是一座人行桥。该桥距离拟建的604路桥仅60米，距离下游拟重建海慧桥仅180米，亦即海慧桥距离拟建的604路桥仅240余米，可以考虑商检便民桥与海慧桥合为一座。推荐采用一跨l0=20米钢筋混凝土拱桥，矢跨比1：7.1。桥面总宽度3.8米，有效宽度3.0米。桥梁主体结构采用混凝土结构，但外观全部采用青石贴面，台阶采用青石铺筑，栏杆采用青石栏杆，栏板图案要求精雕细刻。体现一种桥梁原始的古典美感。该桥的特点是：桥梁曲线柔美，造型典雅大方。3、海慧桥（动影穿越）该桥位于商检便民桥下游180米，推荐采用与商检便民桥完全相同的桥型，在南河道形成一对姐妹桥。推荐的另外一种方案采用混凝土微弯简支板梁。混凝土微弯简支板梁的特点是：自然的融入拱的元素在其中，施工方便， 4、606-2#路桥（柔弧飞渡）推荐采用斜腿刚构桥。该桥特点是造型美观、轻巧，适合该处的河道型式，并且在中间形成拱的形状。主跨径20米。栏杆采用大理石栏杆。该桥的特点是：结构轻盈，但不失力量感。5、601-3#路桥（蝶姿靓影）该桥梁是交通性桥梁，推荐采用刚性自锚式悬索桥。跨径组成为15+40+1570米。桥宽22米，其中车行道16米，两边人行道各3.0米。基础采用重力式扩大基础。栏杆采用钢栏杆。横梁采用钢结构，梁高0.3米，吊杆采用刚性钢吊杆。该桥的特点是：外观古朴典雅，有一种历史的厚重感。6、5#桥（曲波双雁） 该桥梁是交通性桥梁，接规划610路推荐采用飞雁式三跨拱桥。跨径组成为19+36+1974米。桥宽30米，其中车行道21米，两边人行道各4.5米。基础采用重力式扩大基础。栏杆采用钢栏杆。拱肋采用0.3*0.4m的矩形钢箱，立柱采用0.2*0.2m的方钢管。栏杆采用钢栏杆。该桥的特点是：结构轻巧，受力明确，是一种现代拱桥。7、348-4#路桥（南河锦带）该桥梁是人行桥，为三孔钢筋混凝土板拱桥，中孔跨径l0=18米，矢高f0=2.5米，拱板厚度0.5米，两边孔跨径l0=15米，矢高f0=2.0米，拱板厚度0.5米，桥梁总长90米，总宽5米。桥墩采用实体式桥墩，宽度4米。该拱桥拱上不再填筑填料，使桥面和两岸地形自然形成起伏不平。桥梁侧表面用天然石材贴面，桥面用花岗岩板材铺筑，栏杆采用混凝土栏杆，木纹饰面。该桥的特点是：桥梁整体简洁活泼，古朴大方，桥面曲线富于变化，与两岸引道自然衔接，浑然一体。这7座桥建成，将为南河道增添7座景观，与南河道的规划景点有机融合，为南河道这条女儿河再增风采。二桥梁美学与装饰桥梁美学作为建筑美学的一个分支，具有独特的艺术特性。首先它是工程技术与艺术结合的产物，另外桥梁建筑是结构外露的空间实体。外露构件既是景观重点，也是美学处理上的难点。桥梁作为水平方向单维突出的结构物，协调长宽高比例，改善视觉印象极为重要。桥梁建筑美的基本要素概括如下：1统一和谐：包括结构体系、形态统一和体量上的协调。2均衡稳定：包括对称均衡和非对称均衡。对称均衡符合人的生理要求与心理习惯，但极易造成浪费和呆滞。非对称结构动态感强，但需在力学和视觉上保持均衡，否则会引起混乱和不安定感。3比例协调：包括总体或局部的规模、尺寸协调，应以其固有的结构关系和力学原理为前提。4韵律优美：主要通过连续、渐变、起伏、交错等表现手法，来获得韵味和情趣。5 连续流畅：对桥梁正视时，水平方向呈直线或曲线延伸，从桥的一端连续流畅地到达彼端。6 还需注意与周围环境协调，重视历史的连续性和文脉的完整性。梁式桥特点是水平方向单维突出，具有很强的沿水平方向左右伸展的力动感与穿越感。拱式桥在主拱形态的选择上，小跨径拱桥多采用圆弧拱，外观动感强烈。大中跨径拱桥普遍采用抛物线拱和悬链线拱，外观趋向自然和谐。刚构桥主要由直线形态构成，