某风雨廊桥设计分析

马 悦 谢圣纲 韩 军

（重庆市设计院，重庆 400039）

1 工程概况

本工程位于湖南省湘西土家族苗族自治州，为跨越河流的风雨廊桥。本工程下部为拱桥，桥上部分为两层的景观附属建筑部分，坡屋面顶点处建筑标高约为13.00 m。因本工程特殊性，需要分别对上部建筑结构和下部拱桥进行设计，风雨廊桥平面布置图和立面布置图如图1、图2所示。

图1 风雨廊桥平面布置图

图2 风雨廊桥立面布置图

2 风雨廊桥的设计分析

现有文献表明，相关人员对拱桥已经有了比较充分的研究[1-5]，但是因为每个风雨廊桥所处地区不同，其所采用的建筑形式和所蕴含的民族特色也具有较大差异，所以对风雨廊桥的细部构造和整体结构均应根据实际情况进行专门的设计。对于亭楼式的风雨廊桥来说，既可以给行人提供临时休息和避雨的场所，又能够完成连接河流两岸道路交通的功能，还可以提升城市的景观品质，所以具有比较高的实用价值。本文分析了本工程中风雨廊桥上部建筑结构的设计方法，考虑了山花等节点细部结构设计，进行了包含上部建筑结构和下部拱桥结构的风雨廊桥的整体结构计算，对类似工程可以起到一定的参考作用。

2.1 上部建筑结构设计

本建筑结构形式为框架结构，框架柱均为普通钢筋混凝土柱，建筑结构安全等级为二级。本地区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组。本工程建筑抗震设防类别为标准设防类，地震作用按6度计算，设计基本地震加速度值0.05 g，建筑场地类别以Ⅱ类计算，特征周期0.35 s，结构的抗震等级为框架柱四级，框架梁四级，地面粗糙度以B类计算，基本风压0.30 kN/m2，舒适度验算风压值0.20 kN/m2，基本雪压0.5 kN/m2。风雨廊桥的上部结构，在结构建模计算过程中的主要难点在于屋脊在模型中的建立。本工程所采用的结构形式具有多条屋脊，各建筑线条之间的相对位置关系也较为复杂，一个行之有效的方法是通过挑梁和虚梁建立主要模型，通过挑梁和挑板建立对比模型，并进行包络设计。风雨廊桥上部结构建模示意图如图3所示。

图3 风雨廊桥上部结构建模示意图

需要注意的是，建模过程中应对各挑梁所具有的角度予以体现，这种做法不仅能提高计算精度，也能观察发现各梁体是否存在互相冲突的情况。

2.2 山花节点的结构细部设计

本工程因其所处地区特色，采用了重檐歇山顶作为拱桥上部的建筑结构形式。为了体现这种建筑结构形式的古代风貌，需要对山花节点的做法进行完善，对挑檐折板的角度提出具体要求，在兼顾建筑美感和结构安全的基础上，进行山花节点的结构细部设计。山花节点设计方案示意图如图4所示。

图4 山花节点设计方案示意图

在细部节点设计的过程中，设计人员比较了多种主次梁的组合方式，最后选定以折梁作为骨架，以纵梁作为支撑的形式来完成屋檐的外挑。飞檐角部主要采用折板的形式，这种方式具有一定的施工难度，但是完成后的飞檐能够较好地符合建筑外形的要求。

2.3 建筑与桥梁的基础关系

本工程在风雨廊桥的拱桥顶部设置分仓隔墙作为上部框架柱的条形基础，并在分仓隔墙之间填充了气泡混合轻质土，以加强分仓隔墙在平面外的刚度。其中，气泡混合轻质土是在水泥浆中由发泡机充填泡沫形成，具有较小的自重。相比于直接采用混凝土或压实填土的材料，气泡混合轻质土能够在填充密实条形基础之间空区的基础上，减轻拱桥上部的荷载，不对拱桥的设计产生过多的干扰。本工程在建模过程中利用计算软件盈建科进行了含下部桥梁的整体结构计算，对上部结构采用已有的建筑结构模型，对桥梁下部拱桥采用空间杆系单元进行模拟，经过相关软件的验算，该结构设计方案能够满足相关规范的要求。含下部桥梁的整体建模图如图5所示。

图5 含下部桥梁的整体建模图

3 结语

（1） 风雨廊桥因其所处地区的不同而具有较大差异，每个工程应根据其具体情况进行单独设计，在计算模型中应体现各梁体的转角变化和相交情况。

（2） 风雨廊桥的细部设计情况对景观风貌的完整与否有很大的影响，应该在建筑结构设计过程中予以重视。

（3） 风雨廊桥可以通过在拱桥上的分仓隔墙和在条形基础之间的填充气泡混合轻质土，形成框架柱的嵌固部位。