石栏杆取材于大自然,朴实且美观。石材天然的纹理和色泽、厚实的质感、耐腐蚀等特性又往往是其他材料无可替代的。除了在传统亭台楼阁建筑中广泛使用之外,古代保留下来的石拱桥、石板桥的栏杆几乎都是石栏杆。 今天建造的桥梁当中,往往因为景观的需要,也有很多桥梁是采用石栏杆,比如公园人行桥、跨河小桥的人行道栏杆就有不少是采用石材的。 传统样式的石栏杆通常由立柱、扶手、栏板、承托、底座(地伏)等组成。 1-梁体;2-底座或地伏;3-立柱;4-栏板;5-扶手;6-上承托;7-下承托 传统的石栏杆柱头形式有莲瓣、云龙纹等数十种,也有雕狮子等动物的。栏板的图案品种也极其丰富,有花鸟、人物、动物、吉祥物、神话故事等。桥头多用抱鼓石。 现代石栏杆多采用简洁的形式和图案,比如立柱柱头采用圆球、圆柱、方头等形状,栏板也往往做成简洁的开框或镂空图案。 现在石栏杆厂批量加工的石栏杆往往把扶手、承托、栏板三部分加工成一块板,这样虽然提高了工效,却使得石栏杆失去了一些本来的韵味。 2.石栏杆的设计要点 石栏杆立柱间距一般2m左右,横截面尺寸应大于20厘米。 《城市人行天桥与人行地道技术规范》规定“栏杆高度不应小于 1.05m”,“栏杆构件间的最大净间距不得大于14cm。”石栏杆的设计要注意满足这些规定,特别是栏杆构件间的kongdang空当或者镂空部分的尺寸不能太大。 (1)《公路桥涵设计通用规范》规定计算人行道栏杆时,作用在栏杆顶的水平推力标准值为0.75kN/m,作用在扶手上的竖向力标准值为1.0kN/m。 (2)《城市人行天桥与人行地道技术规范》规定的栏杆顶水平荷载2.5 kN/m,竖向荷载为1.2kN/m。条文说明中解释是参考了日本《立体过街设施技术规范》。 (3)《城市桥梁设计规范》规定作用在人行道扶手上的竖向荷载为1.2kN/m,水平荷载为2.5 kN/m。 (4)《建筑结构荷载规范》规定水平荷载1.0 kN/m,竖向荷载1.2 kN/m。 (5)《中小学校设计规范》规定水平推力不小于1.5kN/m。 从以上规范的规定可见,水平推力范围0.75~2.5 kN/m,规范之间还是相差比较大的。 石栏杆应按《公路圬工桥涵设计规范》对扶手和立柱进行抗弯抗剪验算。 由于石材的抗压强度高而抗拉强度低,如果按照水平推力2.5 kN/m进行计算,立柱的抗弯验算很难通过。这时要让栏板也伸出榫头,与立柱一起抵抗水平推力。同时,设计图纸应对所用石材提出强度要求。 此外,栏杆热胀冷缩相对桥梁比较明显,因此石栏杆在安装时扶手与立柱、栏板与立柱之间要留有适当间隙,以适应伸缩变形的需要,否则栏杆立柱在温度力作用下会被剪断。 石栏杆损坏的案例比较多,详见下列照片图。 3.结论 (1)石栏杆构件之间的空当尺寸不能太大。 (2)石栏杆必须经过设计计算。 (3)设计图纸中除了构造,还应对石材的强度提出要求。 (4)栏杆立柱和榫头的横截面尺寸尽量大。 (5)城市桥梁的石栏杆栏板宜直接支承于底座上并做榫头,与立柱一起抵抗水平推力。 (6)安装时构件之间应留有伸缩的间隙,在伸缩缝或者桥面连续缝处做双立柱。 (7)在临空临水处,应优先选用抗推强度高的钢栏杆。如果要兼顾景观,应采用钢筋混凝土结构的仿石栏杆。 4.石栏杆设计图示例 石栏杆设计图示例仅为示意,不可盲目套用,石栏杆设计均需经过计算。 石栏杆钢筋混凝土底座的榫槽配筋图示例 石栏杆设计图示例一 石栏杆设计图示例二 石栏杆设计图示例三 抱鼓石 石栏杆设计图示例三(构件图) 参考文献 [1] JTG D61-2005,公路圬工桥涵设计规范[S]. |
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